NO130305B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte ved elektrostatisk påføring av et

flytende beleggmateriale på en gjenstand.

Foreliggende oppfinnelse angår generelt elektrostatisk påføring

av, i luft finfordelt, flytende beleggmateriale på en gjenstand.

Mer spesielt er oppfinnelsen rettet mot en fremgangsmåte som omfatter påtrykning av høy spenning på det flytende beleggmateriale, utsendelse av det flytende beleggmateriale som en elektrisk oppladet strøm og påvirkning av den elektrisk oppladede strøm med trykkluft for å bryte opp strømmen og å danne elektrisk oppladede sprutpartikler.

Ifølge tidligere kjent teknikk har man ment at elektrostatiske sprøytepistoler, hvor finfordelingen fremkommer ved hjelp av luft, skal drives med så høye spenninger at en vesentlig ionisering av luften fremkommer ved finfordelingssonen, fordi en utilstrekkelig oppladning av de utsprøytede partikler ellers kan ventes. Spenninger som overstiger 50 kV er derfor blitt pålagt enten et ut-sprøytningsmunnstykke av metall eller en feltkonsentrerende elektrode umiddelbart inntil munnstykket. Slike spenninger frembringer en vesentlig ionisering av luften og koronadannelse. Den feltkonsentrerende elektrode utgjøres i den mest effektive form av en enkelt utadragende nål.

I samsvar med teknikkens stand kan også elektrostatisk finfordeling

og påføring av et flytende beleggmateriale skje fra en, med stor ladning oppladet skive eller klokke eller bladformet elektrode, gjennom hvilken partikler i finfordelt form avgis til den omgivende rolige atmosfære og således uten å forstyrres av den luft som vanligvis kreves for finfordeling, og dette er en meget effektiv metode, som er kjent som Ransburg-prosess nr. 2.

I slike anlegg hvor oppladningen av de utsprøytede partikler skjer

ved ionebombardement, noe som er tilfelle når en oppladet elek-

trode anvendes, har man en vesentlig "romstrøm" fra påføringsdelen til den gjenstand som utgjør treffpunktet. I de fleste tilfelle er denne elektriske strøm så stor at ved uteblivelse av påsprøyt-ningsfarge går det en merkbar elektrisk vind fra påføringsdelen.

Ved de kommersielle utførelsesformene av Ransburg-prosess nr. 2

er strømmen fra påføringsdelen til arbeidsstykket stor, hvis det ikke forefinnes beleggmateriale, men strømmen blir mindre når beleggmateriale tilføres påføringsdelen. Ved med luft arbeidende finfordelingsanordninger minskes strømføringen til den gjenstand som utgjør treffpunktet,når beleggmateriale forefinnes, i forhold til den romstrøm man har når det ikke forefinnes noe beleggmateriale. Ved ikke tilstedeværelse av sprøytemateriale er strømmen ved

normal spenning (100kV) og normal avstand (30 cm) over 80 mikroampere, og en gjenstand i det elektrostatiske felt utenfor sprøyte-sonen vil, hvis den ikke er jordet, fange opp en vesentlig ladning.

I en bestemt tidsperiode vil hver ikke jordet gjenstand i nærheten

av påføringsdelen, f.eks. i en avstand av 1,5 - 1,8 meter fra den oppladede påføringsdel samle opp en vesentlig elektrostatisk lad-

ning ved samtlige av de inntil nå kjente anordninger. Når lad-

ningsoppsamlingen er slik at gjenstandens spenning overstiger over-slagsspenningen til det nærmest beliggende jordete punkt, fremkommer en gnist, som i mange tilfelle kan være farlig. En gnistutladning kan medføre en meget ubehagelig fornemmelse hos en person og kan også medføre brannskader, hvis gnisten opptrer i atmosfæren i en sprøyteboks hvor det finnes brennbart beleggmateriale. Av denne grunn skjer vanligvis elektrostatisk sprøytemalihg i en boks eller et område hvor man har passet på at det ikke finnes noen ikke jordete gjenstander. Nødvendigheten av å gjennomføre disse forsiktighets-regler medfører en viss ulempe. Alvorlige ulykker er tidligere inn-truffet på grunn av at den betjenende p2rson har vært uforsiktig eller på grunn av at man ikke har visst at en jordforbindelse har vært dårlig. Som et eksempel-kan nevnes at en i en sprøyteboks anbragt metallgjenstand, som ikke er jordet (også omfattende et ar-beidsstykke) , vil fange opp en ladning som til.slutt medfører over-slag til jord. Hvis sprøyteboksen inneholder brennbart materiale eller brennbar atmosfære, kan en brann oppstå. Hvis den som gjem en-fører arbeidet i sprøyteboksen har sko med gummisåler, kan hans kropp bli tilstrekkelig oppladet til at berøring med en jordet gjenstand kan medføre et ubehagelig støt. Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse elimineres denne risiko, da det ikke påføres ladninger på en gjenstand i andre tilfelle enn når denne virkelig skal påføres et belegg.

Ifølge teknikkens stand har en spenning kunnet bli pålagt et flytende beleggmateriale ved å anbringe en elektrode i dette og å anvende en påføringsdel av elektrisk isolerende materiale, idet elektroden har hatt en beliggenhet i tilstrekkelig avstand fra én utstrømnings-åpning til at gnister ikke skal fremkomme, og påføringsanordningen kan berøres uten fare. En tidligere beskrevet påføringsanordning bygger imidlertid på elektrostatiske kreftar for å finfordele og påføre beleggmaterialet. Denne påføringsanordning har hatt en kapasitet på noen cm 3pr. minutt, hvilket fra et kommersxelt syns-punkt ikke er av særskilt interesse.

Ved utførelse av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan det anvendes en anordning, hvor oppladningen av beleggmaterialet skjer ved hjelp av en elektrode innført i en av beleggmaterialet bestående søyle, hvilket allerede er kjent fra teknikkens stand. Et meget stort volum (mer enn 300 - 400 cm 3)

kan finfordeles pr. minutt ved hjelp av rent mekaniske krefter, som oppnås fra en for finfordelingen anvendt luftstrøm, hvoretter avsettingen på arbeidsstykket skjer elektrostatisk. Finfordelingen ved hjelp av luft er derfor et krav for at man

skal oppnå en god arbeidsmåte ved fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.

En strøm av beleggmateriale, som avgis fra et munnstykke med en hastighet på o f.eks. 150 cm 3 pr. minutt kan på en tilfredsstillende måte opplades og finfordeles ved hjelp av den vanlige fremoverret-tede, aksielle luftstrøm som avgis fra en ringformet åpning beliggende umiddelbart omkring den åpning fra hvilken beleggmaterialet avgis. Det har imidlertid vist seg at et meget større og bedre be-herskbart beleggmønster, såvel som høyere belegningsvirkningsgrad, oppnås hvis luftstrømmen får en hvirvelbevegelse før den treffer maling- eller fargestrømmen. Den hvirvlende luftstrøm forminsker de oppladete belegningspartiklers fremoverhastighet og medfører at de lettere påvirkes av det elektrostatiske felt i nærheten av arbeidsstykket. Hvis det ønskede sprøytemønster er rundt, anvendes foreliggende oppfinnelse derfor mest fordelaktig sammen med anordninger, hvor det finnes organer for å sette luften i hvirvel-bevegelse før den går ut fra den ringformede åpning.

I visse tilfelle, f.eks. når det er tale om å belegge store, plane flater, kan det være fordelaktig å ha et vifteformet eller elliptisk mønster istedenfor det runde mønster som fremkommer ved hjelp av den ovenfor beskrevne ringformede åpning....^ elliptisk mønster kan oppnås ved anvendelse av en skive av luft for avflatningen eller ved anvendelse på en vanlig trakt.

Det har vist seg at beleggmaterialets elektriske ledningsevne er

av vesentlig betydning i forbindelse med denne teknikk. Hvis beleggmaterialet hår altfor stor ledningsevne, vil den elektriske strøm på grunn av den av beleggmateriale bestående søyle fra oppladningselektroden til den jordete reguleringsnål i sprøytepistolen, som forøvrig vil bli beskrevet senere, bli øket på en ikke ønsket måte, og belegningsvirkningsgraden synker. Når det er tale om et beleggmateriale med stor ledningsevne, vil videre en målbar ioni-seringsstrøm til jordete gjenstander kunne opptre, men en hensikt

med foreliggende oppfinnelse er særlig å unngå denne elektriske romstrøm, når det ikke utsprøytes noe farge. Hvis på den annen side beleggmaterialet har altfor stor spesifikk motstand, kan det ikke motta eller oppta tilstrekkelig ladning fra oppladningselektroden, og belegningsvirkningsgraden synker også i dette til-

felle.

Den løsning som foreliggende oppfinnelse innebærer i forbindelse

med ovenstående utgjør en fremgangsmåte hvis nye og særegne trekk i første rekke består i at den spesifikke elektriske motstand av beleggriaterialet avpasses til å ligge innenfor området fra 0,3 til 300 megohmcentimeter og : ': den spenning som påtrykkes beleggmaterialet, innreguleres for effektiv oppladning av sprutpartiklene uten dannelse av nevneverdig luftionisering fra det elektrisk oppladede beleggmateriale og til en verdi lavere enn 40 kilovolt.

På denne måte kommer således hovedsakelig hele den elektriske strøm

som når den gjenstand som skal belegges, til å bli medført av det materiale som påsprøytes, og herved oppnås et minimum av ladnings-oppbygning på gjenstanden, og likeledes elimineres ladningsoppsamling på ikke jordete gjenstander utenfor påføringssonen.

Når en oppladningsspenning påtrykkes fargesøylen i en sprøytepistol

med et jordet element beliggende i en avstand fra oppladnings-elektrodan i motsatt retning av munnstykket, vil en elektrisk strør.-

som kjent flyte fra oppladningselektroden til det jordete element via fargesøylen. Størrelsen av denne strøm er avhengig av den på-

lagte spenning og av fargesøylens spesifikke motstand. Hvis spen-ningstilførselsanordningen er slik, at det er umulig å opprettholde full spenning ved oppladningselektroden når strømmen går fra oppladningselektroden til jord, vil spenningen ved oppladningselekt-

roden minske med økende strømføring, noe som medfører det ønskede resultat at det er en lavere spenning mellom oppladningselektroden og pistolens fremside, hvilken, berøres av den som benytter pistolen.

Eftersom strømmen til arbeidsstykket, eller den gjenstand som utgjør måleelektroden, nesten helt og holdent (mer enn 99?^) opprettholdes av fargepartiklene, kan ladningen til fargepartiklene, angitt i mikrocoulomb pr. gram, avleses nesten direkte som en funksjon av den i mikroampere målte strøm fra måleelektroden til jord (1 ampere = 1 coulomb pr. sekund). En sammenligning mellom forskjellige be-leggmaterialers egnethet og forskjellige munnstykkeformers virknings-grad kan således gjennomføres meget hurtig ved hjelp av avlesningen av strømmen til måleelektroden. Generelt kan det sies at jo høyere ladning en partikkel har, desto større vil anordningens virknings-grad være. Det har vist seg at ved beleggmateriale med optimal spesifikk motstand og med samtlige videre forhold anordnet for å

gi optimal overstrømningsvirkningsgrad, målt på den nedenfor an-

gitte måte, vil strømføringen fra måleelektroden til jord angi en spesifikk ladning på ca. 1,3 - 1,4 mikrocoulomb pr. gram fuktig farge. Denne spesifikke ladning oppnås med en ladningsspenning på 32 kV med en fargestrøm på 150 gram pr. minutt og de andre parameterne valgt på en måte som er angitt i det følgende. Selv om det virker som om det skulle kunne opptre en liten økning i virknings-grad eller effektivitet når spenningen stiger, er den maksimale spenning, som kan benyttes ifølge foreliggende oppfinnelse, den som medfører begynnende ionisering. Ettersom det alltid finnes ioniserte partikler i luften, vil det alltid skje en vandring av disse naturlig forekommende luftioner mellom sprøytepistolen og arbeidsstykket når et elektrostatisk felt oppbygges, men denne ionevandring resulterer i en elektrisk strøm som er så lav at den i]::-e kan måles. Den maksimale ladningsspenning kan velges ved at sprøytepistolen fylles med farge med en bestemt ledningsevne,, dog uten at det skjer noen utsprøytning av farge. Med en avstand på 20 cm fra pistolen til en av metall bestående måleelektrode økes spenningen inntil det skjer et lite utslag fra null på et mikroamperemeter hvor fullt skalautslag tilsvarei j. mikroampere, idet dette mikroamperemeter er innkoblet mellom måleelektroden og jord.

Selv om hvert enkelt element i den anordning som benyttes ved ut-førelse av foreliggende oppfinnelse i og for seg er kjent, har den i det følgende i detalj beskrevne arbeidsmåte ikke tidligere vært kjent eller benyttet.

I korthet går således denne oppfinnelse ut på en sikker og effektiv fremgangsmåte for påføring av beleggmaterialet ved anvendelse av trykkluft for å bryte opp beleggmaterialet til sprutpartikler.

Kjente elektrostatiske luftsprøytemetoder krever luftionisering og oppladning av sprutpartiklene ved ionebombardement, for å oppnå effektiv avsetning. Skjønt slike kjente metoder er effektive, vil den luftionisering som anvendes for oppladningen medføre en uønsket elektrisk oppladning av ujordete gjenstander som måtte befinne seg i nærheten av arbeidsstedet. Akkumulert ladning på ujordete gjenstander fører til farlige arbeidsbetingelser slik som angitt ovenfor. Foreliggende oppfinnelse omfatter i kombinasjon tilpasning av den spesifikke motstand av beleggmaterialet og den påtrykte spenning for å oppnå effektiv oppladning og effektiv påføring av lufttUdannede sprutpartikler, men uten nevneverdig luftionisering. Anvendelse av denne fremgangsmåte tillater effektiv bruk av beleggmaterialer uten at det genereres uønskede akkumulerte elektriske ladninger på ujordete gjenstanden som kan befinne seg i det område hvor fremgangsmåten utføres.

Denne oppfinnelse blir fortrinnsvis, som nevnt, utført med sprøyte-pistoler eller sprøyteapparater hvis fremre parti er av isolerende materiale. Anvendelse av slike apparater i forbindelse med denne oppfinnelse tillater at forstøvningen finner sted ved eller nær malingutløpsåpningen med et minimum av elektrisk skjerming av malingen eller beleggmaterialet. Et apparat med sitt fremre parti utført av isolerende materiale kan også være utformet med frem-springende partier som strekker seg lenger frem enn malingutløpsåpningei for å rette trykkluft mot malingstrømmen på slik måte at mønsteret av de oppladete sprutpartikler blir tilformet på hensiktsmessig måte.

For å forklare oppfinnelsen nærmere henvises til den følgende be-skrivelse i forbindelse med tegningene.

Figur 1 viser et oppriss,' delvis i snitt av en utførelsesform

for en sprøytepistol, som kan benyttes for å gjennomføre fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse.

Figur 2 er et snitt langs linjen 2-2 på figur 1.

Figur 3 er et snitt langs linjen 3-3 på figur 1.

Figur 4 er et delriss, delvis i snitt, som viser en annen ut-førelsesform på munnstykket.

Figur 5 er et riss sett forfra, fra linjen 5-5 på figur 4.

Figur er et vertikalt snitt av en del av en annen ut f ørelsesf orm sprøytepistolen, som kan benyttes for å gjennomføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og ved hjelp av hvilken det oppnås et vifteformet mønster.

Figur 7 er et riss sett forfra av r/unningen på sprøytepistolen

på figur 6.

Figur 8 er et snitt i større målestokk langs linjen 8-8 på

figur 6. /

/

/

På tegningene vises sprøytepistoler, som kan brukes til å gjennom-

føre fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, og det vises tre forskjellige former på munnstykker og kapper, idet to av disse medfører et rundt sprøytemønster og en av dem gir et vifteformet sprøytemønster. Hvert av mønstrene har sine fordeler. Når det f.eks. skal benyttes en håndsprøytepistol for å belegge en gjen-

stand som stort sett er plan, eller ihvertfall har plane, panel-lignende områder, kan operatøren foretrekke et vifteformet sprøyte-mønster. Ved åpne gjenstander, f.eks. av metall bestående av møbelben eller sykkelrammer, foretrekker operatøren som oftest et sprøytemønster som er rundt.

På figur 1 vises en fortrinnsvis benyttet utforming for en sprøyte-pistol, som medfører et rundt sprøytemønster. Pistolen har et hå-vrltak 10 med en indre kanal 11, til hvilken det kan tilkobles en luftslange 12. Kanalen 11 reguleres ved hjelp av en ventil 13,

som kan føres til åpen stilling ved hjelp av en avtrekker 14 og til stengt stilling ved hjelp av en fjær 15. Den for finfordelingen beregnede luft går inn i pistolen via kanalen 11 og ventilen 13 samt til en indre kanal 16 i et pistollegeme som ^oin helhet er be-

tegnet med 17.

Luftkanalen. 16 slutter i et ringformet luftkammer 18 ved pistollegemets 17 fremre ende.

Beleggmaterialet føres inn i pistollegemet 17 via en slange 19,

som går til en midtkanal 20 i pistollegemet. En nålventil 21 virker sammen med et sete 22 for å regulere strømmen av beleggmateriale gjennom pistolen, og ventilens 21 skaft går via en vanlig pakning 23 ut i et i den bakre del beliggende kammer 24, hvor en innstill-

bar fjær 25 er anbragt for å føre ventilen for beleggmaterialet til stengt stilling. En ansats 26 på ventilskaftet påvirkes av avtrek-

keren 14 for på vanlig, måte å åpne ventilen mot virkningen av fjæren 25. Når ventilen 21 er åpen, strømmer beleggmaterialet fremover gjennom en innsats 27 med en konisk fremre ende 28, mot hvilken en på tilsvarende måte konisk del av pipen 29 ligger an,

når pipen og en munnstykkeanordning forenes med pistollegemet 17.

Den for oppladning nødvendige spenning tilføres sprøytepistolen

på en eller annen hensiktsmessig måte. En kabel 30 er anordnet og strekker seg inn i en utboring 31 i pistolhåndtaket 10 og går gjennom den for finfordelingsluften beregnede kanal 16. Ut-

boringen 31 har eventuelt en pakning ved innløpsenden for å forhindre at den for finfordelingen beregnede luft går ut, når ventilen 13

er åpen. Den for oppladningsspenningen beregnede kabel 30 er tilsluttet til en egnet spenningskilde 32, hvis ene side er jordet,

og det av metall bestående pistollegeme 17 holdes også på jord-potensial på en eller annen egnet måte, f.eks. ved at det forefinnes en vanlig jordingsleder i luftslangen 12. Denne jordingsleder ut-

gjør vanligvis en del av fletningen som omgir luftslangen og er ikke spesielt vist på tegningen, med unntak av den skjematisk angitte jordingen ved det punkt på figur 1 hvor slangen 12 er avbrutt.

Det første av de på tegningene viste munnstykker er på figur 1 vist

i snitt og utgjøres av en pipe 40 av isolerende materiale og utstyrt med gjennom dienne gående og ved hjelp av boringer fremkom-

mede kanaler for luft og beleggmateriale. Pipen holdes fast til det av metall bestående pistollegeme 17 ved hjelp av en hylse-

mutter 42, som fortrinnsvis består av metall og som virker med gjenger 43 på pistollegemet og med en ansats 44.på.en holder 45, som er påskrudd på pipens 40 bakre ende. Det avsmalnende eller koniske avsnitt 28 på pipen 40 holdes i tilslutnings- og tetnings-forbindelse med innsatsen 27 ved hjelp av hylsemutteren 42. Det ringformede luftkammer 18 ved pistollegemets 17 fremre ende munner ut i hylsemutterens 42 indre og i en for finfordelingsluften beregnet kanal ,46, som strekker seg aksialt fremover gjennom pipen 40 til et ringformet luftkammer 47. Hylsemutteren 42 tjener sammen med pistollegemet 17 som en feltforsterkende elektrode, men det foregår ikke noen strømføring via luften eller langs pipens ytter-flate fra pistolens fremre ende til hylsemutteren og det skjer heller ingen ionisering gjennom denne.

En kanal 48 for beleggmateriale strekker seg fremover gjennom

pipen fra innsatsen 27 og pipens avsnitt 29. Denne kanalens len-

gde og dimensjoner vil bli omtalt senere i beskrivelsen. Kanalen 48 går over i en utvidet del 49, over hvilken en. spiss 50 er påskrudd. Denne spiss .50 utgjøres av en rørformet del med en for ut-slipping av beleggmaterialet beregnet trangere åpning 51 i en munn-stykkeforlengelse 52. ' Denne forlengelse 52 er fortrinnsvis sylind-, risk og sylinderaksen faller sammen med aksen for den for belegningsmaterialet beregnede kanal 48.

En lufthatt 53 omgir spissen 50 og er utstyrt med en ansats 54, som virker sammen med en hylsemutter 55, hvis ende er påskrudd gjen-

gene 56 på pipen 40 for å holde lufthattens indre tett mot spissens utside.

Ved lufthattens fremre ende er denne utformet med en ringformet luftåpning 57 rundt den-for beleggmaterialet beregnede åpning 51/

og den aksielle dimensjon av den vegg som danner luftåpning 57 er tilstrekkelig for at en sylindrisk kanal skal dannes mellom spissens ytterdel og lufthattens innerflate.

En meget betydningsfull side ved denne anordning for gjennomføring

av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er åt den for finfordelingen beregnede fremmatningshastighet av beleggmaterialet minskes. En måte å frembringe dette på er å gi luftstrømmen en hurtig hvirvel-bevegelse før den forlater luftåpningen 57. Denne hvirvelbevegelse av luften oppnås ved hjelp av en konisk flensforlengelse 58 på spissen 50, som er utstyrt med vinkelstilte spor. 59 på en måte som best fremgår av figur 3. Den koniske flensforlengelses 58 ytre del passer sammen med en lignende konisk overflate på lufthattens innside for å danne toppene på de i flensforlengelsen anordnete vinkelstilte spor 59. Ved å gi luften en hurtig hvirvelbevegelse før, under eller umiddelbart etter at den har forlatt luftåpningen 57 skjer finfordelingen nær åpningen 51 i spissen, og partikkelskyen eller sprutpartiklene har en forholdsvis liten fremoverhastighet i ret-

ning mot den gjenstand som skal belegges. Det har vist seg at på denne måten blir diameteren av mønsteret ved gjenstanden vesentlig større og mer anvendelig enn hvis det ikke var noen hvirvelbe-

vegelse for luften.

Oppladningsspenningen tilføres belegg- eller fargestrømmen fra kabelen 30 via en oppladningsknapp 70 anbragt i bunnen av en radiell kanal 71, som inneholder et av metall bestående forbindélseselement 72. Kontakten mellom kabelens 30 ende og forbindelseselementet 72 skjer på egnet måte, f.eks. ved hjelp av en fjær 73. Den elektriske kontakten med fargen skjer således ved at fargen står i direkte kontakt med knappen 70. Når forbindelseselementet er anbragt i kanalen 71 kan kanalen stenges ved hjelp av isolasjonsmateriale. En foretrukket benyttet avstand mellom oppladningsknappen 70 og den til avgivning av beleggmateriale beregnede åpning er derfor større enn overslagsavstanden i luft ved den maksimale arbeidsspenning.

Ettersom hele oppladningsspenningen opptrer ved knappen 70 og nålventilen 21 er jordet, må den spesifikke motstand som farge-søylen i kanalen 48 har, være tilstrekkelig stor til at det ikke skal

.opptre altfor store tap i oppladningsspenningen når man benytter

et matningsaggregat med høy indre impedans, på grun av den strøm som går via fargesøylen tilbake til den jordete nålventil 21. Det vil fremgå at strømmen gjennom fargesøylen fortrinnsvis skal være mindre enn en strøm av slik størrelse at den medfører overoppheting av munnstykkeelementet og altfor store spenningstap ved ladnings-knappen 70.

Det på figurene 4 og 5 viste munnstykke adskiller seg fra det munnstykke som er vist og beskrevet i forbindelse med figurene 1-3 bare ved at spissen og lufthatten er forandret. Den med 80 betegnede spiss og den med 81 betegnede lufthatt holdes i posisjon i forhold til pipen 40 ved hjelp av en hyisemutter 55a. Spissen 80 har en noe større midtkanal 82 ved sin utgangsende, hvor det finnes en innsats 83 for dirigering av mediet, som virker sammen med kanalens 82 vegg for å danne en ringformet utstrømningsåpning 84,

som fortrinnsvis har en bredde på ca. 0,38 mm. Innsatsen 83 har en riflet bakre del for sentrering av innsatsen i kanalen og allike-vel tillate at belegningsmaterialet strømmer til den ringformede utstrømningsåpning 84. innsatsen 83 kan fortrinnsvis bestå av samme isolasjonsmateriale som resten av munnstykke-elementet.

På samme måte som ved den foregående utførelsesform av anordningen

er spissen 80 utstyrt med en flensforlengelse 85, i hvilken vinkelstilte spor 86 er utformet for å gi den fra luftkammeret 47a kom-

mende luft en hvirvelbevegelse, slik at det skjer en lignende ut-spredning av luften. Lufthatten 81 er utstyrt med en forstørret luftutstrømningsåpning for å kunne romme den forstørrede spiss. Luftutstrømningsåpningen er betegnet med 87 og har ringform. Den aksielle utstrekning av lufthattens flate i samarbeide med spissens ytterdel for dannelse av den med 87 betegnede luftutstrømningsåpning er tilstrekkelig for å danne en fremoverrettet sylindrisk luftkanal. Den ringformede luftutstrømningsåpning ved denne utførelsesform av oppfinnelsen medfører et mer likeformet og noe forstørret sirku-

lært mønster av oppladete sprutpartikler.

Det på figurene 6, 7 og 8 viste munnstykke benyttes når det ønskede sprøytemønster skal være elliptisk eller vifteformet. Den med 90 betegnede spiss i munnstykket utgjøres av en plastkopp med et sete 91, som ligger an mot en konisk endeflate på pipen 40b. Spissen er utstyrt med en i midten beliggende kanal fra enden av kanalen 48 i munnstykkelegemet til kammeret 94, som avsluttes med en smal, bue-formet spalt 95, fra hvilken mediet avgis i form av et tynt skikt.

En lufthatt 96 mottar luft fra luftkanalen 46b via en serie hull

46c i spissen.

Ved pistolens fremre ende er lufthatten 96 utformet med en delvis kuleformet overflate med en radius lik radiusen for den bueformede spalt 95 i spissen 90 for herved å danne spaltlignende og til finfordelingen tjenende luftkanaler 97 inntil utstrømningskanalen og på begge sider rundt denne. På grunn av at luftspaltene er langstrakte og bueformede vil de til finfordelingen benyttede luftstrømmer spredes. Luften fra de bueformede spaltlignende finfordelingsluftkanalene 97 virker sammen med det beleggmateriale som avgis fra den bueformede utstrømningsspalt 95 meget nær sprøytehattens fremside, og det har vist seg at beleggmaterialpartikkelhastigheten i fremoverretning blir liten på grunn av spredningen. På grunn av dette er en pistol med en hatt av den angitte type særlig effektiv til belegningsformål.

Den elektriske kontakt til beleggmaterialet skjer i denne utførelses-form likeledes ved hjelp av en metallknapp 70, som strekker seg inn i den for mediet beregnede midtkanaL 48.

Samtlige av de tre beskrevne munnstykker passer inn på samme pipe

40, og valg av munnstykke gjøres av operatøren under hensyntagen til det ønskede mønster.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan utføres ved hjelp av en av de beskrevne anordninger. Den fortrinnsvis benyttede arbeidsspenning som pålegges oppladningsknappen 70, varierer mellom ca. 12 kV og ca. 40 kV, idet verdien beror på hvilken spesifikk motstand den benyttede farge har. Spenningen er fortrinnsvis positiv i forhold til den jordete gjenstand som skal få et belegg. Ved de nevnte spenninger opptrer ingen ionisering av luften ved utstrøm-ningsåpningen, og ved fravær av utsprøytet farge vil strømføringen til en jordet gjenstand i normal sprøyteavstand være null. Om sprøytepistolen blir lagt på et jordet metallbord,' vil man kunne måle en strøm så høy som 0,03 mikroampere, idet man antar at utstrøm-ningsåpningen vil ligge ca. 20 mm fra den jordete flate og at kanalen 48 er fylt med farge. Det er imidlertid klart at sprøyte-avstanden under ingen omstendigheter vil være så liten som 20 - 25 mm regnet fra pistolens ende. En normal sprøyteavstand for en pistol som holdes i hånden kan antas å være 200 mm, og for en auto-matisk pistol vil avstanden være enten 200 mm eller 250 mm. Under slike omstendigheter og når sprøytingen gjennomføres i en boks,

hvor sikkerhetskravene er mindre rigorøse, kan luftbåren elektrisk strøm som er opptil 5% av den totale strøm fra pistolens fremre ende tolereres, og oppladningsspenningen kan da økes til å være så høy som 40 kV, idet det oppnås en målbar økning av virkningsgraden.

Foreliggende oppfinnelse innebærer som et hovedpunkt^eleggmaterialets spesifikke motstand avpasses slik at den faller innenfor et område

6 6

fra ca. 0,3 x 10 ohmcentimeter til ca. 300 x 10 ohmcentimeter. Beleggmateriale som blir gitt en slik spesifikk motstand, vil komme til å få en tilfredsstillende oppladning fra elektroden 70. Måling av den elektriske strøm fra en jordet målegjenstand utgjør en direkte måling av partikkelladningen på grunn av at det ikke forefinnes noen luftbåret strøm. Det har vist seg at en tilfredsstillende partikkeloppladning som er forenbar med tilstrekkelig sikkerhet, oppnås ved.beleggmaterialer med en spesifikk motstand innenfor det ovenfor angitte område, og man benytter en spenningskilde med en slik

indre impedans at de i forbindelse med eksempel 3 tabellerte spenninger oppnås ved benyttelse av en farge med de angitte spesifikke motstander, når fargesøylens lengde holdes konstant.

Fargens spesifikke motstand (eller ledningsevne) kan måles ved at

det mellom endene på en fargesøyle med en lengde av 152,4 mm og en diameter på 6,35 mm pålegges en spenning i serie med et mikroamperemeter. Normalt benyttes en spenning på 20 kV, men denne spenning kan minskes vilkårlig, hvis strømmen viser seg å overstige 400 mikroampere. Med denne anordning får man at fargens spesifikke motstand (målt i ohmcentimeter) er lik 20,8 E/i, hvor E er den pålagte spenning regnet i kV og i er den målte strøm i mikroampere.

Mange kommersielle farger, dvs. malinger eller lakktyper, viser,

når deres spesifikke motstand måles på den angitte måte, en volum-motstand som er høyere enn den som kan benyttes ifølge foreliggende oppfinnelse. Slike fargers volum-motstand kan minskes ved tilsetning av et kraftig polart oppløsningsmiddel i relativt små mengder. Metanol er et vanlig oppløsningsmiddel som er sterkt polart. En tilsetning av metanol i mengder fra 1% opp til 5% av fargens totale volum vil vanligvis medføre en volum-motstand innenfor det ønskede område også når det er tale om kommersielle farger med meget stor spesifikk motstand. Det polare oppløsningsmiddel må eventuelt kunne gå sammen med andre oppløsnings-midler som allerede er i fargen.

Da det under sprøyteprosessen ikke vil opptre noen luftionisering,

vil enhver gjenstand som befinner seg utenfor sprøytesonen forbli uladet. Ved andre kjente anordninger, hvor det opptrer luftionisering, vil ujordete gjenstander i nærheten av sprøytepistolen hurtig samle opp en elektrostatisk ladning, idet størrelsesordenen for denne oppladning vil bestemmes av gjenstandens nærhet, form og størrelse, isolasjonsgraden i forhold til jord, og den rom-

strøm som går til gjenstanden fra sprøytepistolen som har en høy spenning. Luftbårne elektriske strømmer med en total strømstyrke på mer enn 50 mikroampere er ikke uvanlig. Som eksempler på ujordete gjenstander kan nevnes beholdere for oppløsningsmiddel og lignende, som er plasert på isolerte plattformer, f.eks. treplattformer, eller metallkar med,plastruller. Den på slike gjenstander oppsamlede oppladning kan ved en kraftig utladning frembringe en gnist med til-

strekkelig styrke til å frembringe en ildskåde eller gi operatøren et kraftig og meget ubehagelig støt. På samme måte kan en opera-tør, som er isolert fra jord f.eks. på grunn av sko med gummisåler, selv bli oppladet, og^ hvis han deretter berører en jordet gjenstand, kan utladningen av den i hans kropp oppsamlede ladning bli meget ubehagelig.

På grunn av den motstand som forefinnes i den fargesøyle som er beliggende mellom oppladningsknappen 70 og den for avgivning av farge anordnede åpning, og på grunn av de foran angitte begrens-ninger hva angår spenningen, ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan en operatør uten fare når som helst berøre pistolens fremre ende. Sprøytepistolen er således helt sikker i en operatørs hånd.

Som praktiske eksempler på foreliggende fremgangsmåte kan følgende anføres: 1. En sprøytepistol av den på figur 1 viste utforming ble benyttet. Pistolen hadde én for avgivning av beleggmateriale beregnet åpning med en diameter på 2,2 mm og en ringformet åpning for avgivning av finfordelingsluft med en bredde på 0,4 mm. Luftstrømmen var innstilt slik at den medførte en tilfredsstillende finfordeling (ved 2 l/s i den benyttede pistol) og luftstrømmen ble ført gjennom vinkelstilte spor for å gi luften en hvirvelbevegelse. Avstanden mellom pistol og gjenstand var 200 mm og gjenstanden var staver med en diameter på 25 mm og viklet av folie samt plasert med midtpunktene i 76 mm avstand fra hverandre. Foliene var jordet via et mikroamperemeter for at hele den strøm som gikk til disse skulle kunne måles. Den pålagte spenning var på-24 kV. Fargens spesifikke motstand varierte 6 6 mellom ca. 0,17 x 10 ohmcentimeter og opp til 42 x 10 ohm centimeter. Den optimale verdi for den spesifikke motstand viste seg å ligge ved ca. 0,55 x 10^ ohmcentimeter. Beleggmaterialet ut-gjordes av vanlig, for ovnstørking beregnet emaljefarge oppspedd med en blanding av metylisobutylketon og en varierende prosent metanol til å frembringe en viskositet på 21 sek. i Zahn nr. 2 cup. Metanol ble benyttet som et sterkt polart oppløsningsmiddel for å justere fargens spesifikke elektriske motstand i samsvar med det tidligere angitte, ved fravær av utsprøytet farge var strømmen til gjenstanden lik null (mindre enn 0,001 mikroampere). 2. Ved benyttelsen av en sprøytepistol av den type som er vist på figurene 4 og 5, utstyrt med en ringformet åpning for avgivning av farge og forøvrig under de samme forhold som tidligere, ble det oppnådd noe høyere virkningsgrader eller overføringseffekt.

Med denne pistol viste forsøk ved forskjellige spenninger at et tilfredsstillende resultat kunne oppnås for spenninger fra +12 kV ved en fargemotstand på 1,3 x 10 ohmcentimeter og opp til +40 kV ved en fargemotstand som var høyere, og at den maksimale anvendbare fargemotstand som kunne forenes med en god overføringseffekt var opp til ca. 300 x 10^ ohmcentimeter. Optimale resultater ble opp-nåo dd med en fargemotstand på o mellom 15 og 25 x 10 6 ohmcentimeter og en pålagt positiv spenning på 32 - 33 kV. Strømmen til gjenstanden var ved fravær av utsprøytet farge lik null (mindre enn 0,001 mikroampere) .

3. Med utgangspunkt i en farge som normalt hadde en meget høy spesifikk motstand (over 1000 x IO<6> ohmcentimeter) ble det tilsatt metanol i en mengde som var tilstrekkelig til å forminske fargens spesifikke motstand ned til de varierende nivåer som er angitt i

den følgende tabell. Ved benyttelsen av en sprøytepistol med ringformet utstrømningsåpning, slik som vist i figur 4 og med en avstand mellom utstrømningsåpning og oppladningselektrode på nesten 75 mm, hvorved oppladningselektroden var anbragt i et avsnitt av en farge-søyle med en diameter på 6,35. mm og i en avstand av ca. 64 mm fra nærmeste jordete del av pistolen, ble det oppnådd følgende resultater:

4. Med en sprøytepistol av den type som er vist på figurene 6 og 7 med spaltformede åpninger og forøvrig de samme forhold som tidligere, dog med unntak av at luftstrømmen ble øket til 3 l/s for å oppnå

en tilfredsstillende finfordeling, ble det gjennomført forsøk for å utprøve forbindelsen mellom spesifikk motstand og effektivitet,

hvorved det ble oppnådd resultater av tilsvarende type som i det første tilfelle. Det viste seg at med en spenning på -24 kV ble det oppnådd det beste resultat ved en spesifikk motstand for fargen på 1,4 x lo ohmcentimeter.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte ved påføring av et flytende beleggmateriale på en gjenstand, omfattende påtrykning av høy spenning på det flytende beleggmateriale, utsendelse av det flytende beleggmateriale som en elektrisk oppladet strøm og påvirkning av den elektrisk oppladete strøm med trykkluft for å bryte opp strømmen og å danne elektrisk oppladete sprutpartikler, karakterisert ved at den spesifikke elektriske motstand av beleggmaterialet avpasses til å ligge innenfor området fra 0,3 til 300 megohmcentimeter og at den spenning som påtrykkes beleggmaterialet, innreguleres for effektiv oppladning av sprutpartiklene uten dannelse av nevneverdig luftionisering fra det elektrisk oppladete beleggmateriale og til en verdi lavere enn 40 kilovolt.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at den elektriske ledningsevne av beleggmaterialet og den påtrykte spenning avpasses slik at det fremkommer en spesifikk partikkel-ladning som er større enn 1 mikro-coulomb pr. gram påført flytende beleggmateriale eller maling, og en umålbart lav luftioniseringsstrøm.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved en slik innregulering av spenningen at luftioniseringsstrømmen det elektrisk oppladete beleggmateriale er mindre enn 5 % av cien strøm som når gjenstanden under avsetning av sprutpartikler.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved en slik innregulering av spenningen at luftioniseringsstrømmen fra det elektrisk oppladete beleggmateriale er mindre enn 1 % av den strøm som når gjenstanden under avsetning av sprutpartikler.