NO152946B

NO152946B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF HOEY MODULE-POLYACRYLNITRIL TRADERS AND FIBERS

Info

Publication number: NO152946B
Application number: NO812514A
Authority: NO
Inventors: Bernd Huber; Walter Fester
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1981-07-22
Publication date: 1985-09-09
Also published as: CA1170011A; EP0044534A3; ZA815005B; DD201702A5; EP0044534A2; DK326281A; EP0044534B1; DE3027844A1; IL63377A; NO812514L; NO152946C; ATE7236T1; JPS5751810A; BR8104734A; IL63377A0; DE3163294D1

Abstract

1. Filaments and fibers of acrylonitrile polymers in which the filament-forming substance consists of 70 to 100% by weight of acrylonitrile and 30 to 0% by weight of other units which can be copolymerized with acrylonitrile - excluding such of hydroxyalkyl acrylonitrile - characterized in that the initial modulus of the filaments and fibers is greater than 1,300 cN/tex, based on 100% elongation.

Description

Elektrostatisk anordning for belegning av gjenstander. Electrostatic device for coating objects.

Oppfinnelsen vedrører en elektrostatisk anordning for belegning av gjenstander med fint fordelte faste partikler, omfattende anordninger for å tilveiebringe et fluidisert sjikt av partikler, samt anordninger for å lade partiklene i sjiktet til et høyt potensial i forhold til den gjenstand som skal belegges for å påskynde partiklene i laget mot overflaten av gjenstanden ved hjelp av et elektrostatisk felt. The invention relates to an electrostatic device for coating objects with finely distributed solid particles, comprising devices for providing a fluidized layer of particles, as well as devices for charging the particles in the layer to a high potential in relation to the object to be coated in order to accelerate the particles in the layer against the surface of the object by means of an electrostatic field.

Slike elektrostatiske belegningsprosesser gir viktige fordeler sammenlignet med mere konvensjonell belegningsteknikk. Disse fordeler består i det vesentlige av større ensartethet med hensyn til belegningstyk-kelse, reduksjon av tap av belegningsmate-riale og forbedret vedheftning til gjenstan-dens overflate, hvilket gjør forvarmning av denne overflødig. Slike fremgangsmåter har følgelig fått stor anvendelse i de senere år, særlig efter forekomsten av praktiske og kompakte elektrostatiske generatorer som er i stand til å levere høye spenninger på ca. 100 kilovolt, hvilket er nødvendig for prosessen. Such electrostatic coating processes offer important advantages compared to more conventional coating techniques. These advantages essentially consist of greater uniformity with regard to coating thickness, reduction of loss of coating material and improved adhesion to the object's surface, which makes preheating of the object redundant. Such methods have consequently been widely used in recent years, particularly after the appearance of practical and compact electrostatic generators capable of delivering high voltages of approx. 100 kilovolts, which is necessary for the process.

Oppfinnelsen angår med andre ord den In other words, the invention relates to it

såkalte fluidiserte sjikttype av elektrostatiske belegningssystemer. I disse anvendes en særlig gunstig form for elektrostatiske belegningsapparater for bruk med pulver-formede stoffer, og skyen av pulverpartik-ler tilveiebringes i form av et stabilt fluidisert sjikt eller en sky ved hjelp av et større antall små stråler av komprimert luft, og partiklene blir elektrisk ladet til det øns-kede potensial ved hjelp av elektroder som so-called fluidized bed type of electrostatic coating systems. In these, a particularly favorable form of electrostatic coating apparatus is used for use with powdered substances, and the cloud of powder particles is provided in the form of a stable fluidized layer or cloud by means of a large number of small jets of compressed air, and the particles are electrically charged to the desired potential by means of electrodes which

rager inn i skyen. Gjenstandene som skal belegges anordnes i nærheten av den fluidiserte elektrisk ladede sky, og partiklene blir derpå tiltrukket fra skyen mot overflaten av gjenstandene på kjent måte. jutting into the cloud. The objects to be coated are arranged in the vicinity of the fluidized electrically charged cloud, and the particles are then attracted from the cloud towards the surface of the objects in a known manner.

Videre forskning med hensyn til elektrostatiske belegningsprosesser av typen der anvender en fluidisert sky har vist, at det forekommer den mangel ved de tidligere kjente prosesser, at den fluidiserte sky er tilbøyelig til å ha for liten stabilitet. Det har vist seg vanskelig å kontrollere operasjonsparametrene nøyaktig nok til å sikre at skyens partikler vil stige til en tilstrekkelig høyde inne i beholderen, slik at de kan fritt tiltrekkes av arbeidsstykket, og ikke vil stige så høyt at de tapes ut av beholderen i noen vesentlig grad, spesielt når et arbeidsstykke ikke er tilstede på be-legningsstasjonen, eller når arbeidsstyk-kene er forholdsvis små. Further research with regard to electrostatic coating processes of the type that use a fluidized cloud has shown that there is a shortcoming with the previously known processes, that the fluidized cloud tends to have too little stability. It has proven difficult to control the operating parameters precisely enough to ensure that the particles of the cloud will rise to a sufficient height inside the container so that they can be freely attracted to the workpiece, and will not rise so high that they are lost from the container in any significant degree, especially when a workpiece is not present at the coating station, or when the workpieces are relatively small.

Det er en spesiell viktig hensikt med oppfinnelsen å overvinne denne ulempe i elektrostatiske belegningsapparater av den hittil kjente type med fluidisert partikkel-sky og å tilveiebringe et slikt apparat av forbedret konstruksjon, hvor man får en mere nøyaktig kontroll med den fluidiserte sky som dannes i apparatet og en øket stabilitet av skyen. Dette oppnåes ved en elektrostatisk anordning som kjennetegnes ved at hjelpeelektroder er anordnet i form av skarpe spisser, tråder eller lignende anbragt over det normlae nivå av det fluidiserte sjikt for å tilveiebringe en ioniseringssone som er istand til å oppheve den elektriske ladning for partikler som kommer over nevnte normalnivå av sjiktet. It is a particularly important purpose of the invention to overcome this disadvantage in electrostatic coating apparatus of the hitherto known type with a fluidized particle cloud and to provide such an apparatus of improved construction, where one obtains a more accurate control of the fluidized cloud that is formed in the apparatus and an increased stability of the cloud. This is achieved by an electrostatic device which is characterized by the fact that auxiliary electrodes are arranged in the form of sharp points, wires or the like placed above the normal level of the fluidized layer in order to provide an ionization zone which is able to cancel the electric charge of particles that come across said normal level of the layer.

Utførelseseksempler på oppfinnelsen skal beskrives i den hensikt å anskuelig-gjøre oppfinnelsen uten at denne derfor er begrenset til disse utførelsesformer. Embodiments of the invention shall be described with the intention of making the invention visible without it therefore being limited to these embodiments.

Fig. 1 er et vertikalt snitt som noe skjematisk viser en første utførelsesform, og Fig. 1 is a vertical section which somewhat schematically shows a first embodiment, and

fig. 2 er et forenklet perspektiv med delvis bortskårne partier av en annen ut-førelse. fig. 2 is a simplified perspective with partially cut away parts of another embodiment.

Belegningsapparatet ifølge fig. 1 om-fatter en beholder 1 av elektrisk isolerende materiale. I en viss avstand over den flate bunn av beholderen 1 er en horisontal vegg eller en falsk bunn 2, som er perforert, d.v.s. en porøs keramisk plate eller en me-tallplate forsynt med tett ved hverandre anbragte hull. Bunnen 2 kan være ledende eller isolerende. En masse 3 av belegnings-materiale, f. eks. syntetisk harpikspulver, pulverisert emalje, metallpulver, eller an-net fint fordelt stoff anbringes på over-siden av bunnen 2 inne i beholderen 1. Et rør 4 er forbundet med den ene side av beholderen 1 under bunnen 2 og har den annen ende forbundet med en kilde for fluidiseringsgass under trykk, f. eks. trykkluft, idet ventilorgan, som ikke er vist på tegningen, er anordnet for å regulere strømmen av gass gjennom røret 4. Det vil forstås at når trykkluft leveres gjennom røret 4 inn i bunnkammeret i. beholderen under bunnen 2, og som trenger opp gjennom porene eller perforeringene i bunn-platen, vil gassen stige opp gjennom sjiktet 3 og fluidisere dette, d.v.s. hoMe det i en tilstand av kontinuerlig omrøring og.tur-bulens, slik at partiklene beskriver tilfel-dige baner noe i likhet med molekylene i et fluidum, men med skyen av partikler som et hele forblivende forholdsvis stasjo-nært inne i beholderen. I denne fluidiserte tilstand er selvsagt det øvre sjikt av skyen tilbøyelig til å stige vesentlig over det øvre nivå av fluidisert pulver 3, når det er i statisk, ikke fluidisert tilstand. The coating apparatus according to fig. 1 comprises a container 1 of electrically insulating material. At a certain distance above the flat bottom of the container 1 is a horizontal wall or a false bottom 2, which is perforated, i.e. a porous ceramic plate or a metal plate provided with closely spaced holes. The bottom 2 can be conductive or insulating. A mass 3 of coating material, e.g. synthetic resin powder, powdered enamel, metal powder, or other finely distributed substance is placed on the upper side of the base 2 inside the container 1. A pipe 4 is connected to one side of the container 1 below the base 2 and has the other end connected to a source of fluidizing gas under pressure, e.g. compressed air, since valve means, which are not shown in the drawing, are arranged to regulate the flow of gas through the pipe 4. It will be understood that when compressed air is delivered through the pipe 4 into the bottom chamber in the container below the bottom 2, and which penetrates up through the pores or the perforations in the bottom plate, the gas will rise through the layer 3 and fluidize it, i.e. keep it in a state of continuous stirring and turbulence, so that the particles describe random paths somewhat like the molecules in a fluid, but with the cloud of particles as a whole remaining relatively stationary inside the container. In this fluidized state, of course, the upper layer of the cloud tends to rise substantially above the upper level of fluidized powder 3, when it is in a static, non-fluidized state.

En vibrator skjematisk anordnet ved 5 kan med fordel bli festet til bunnen av beholderen 1 for å sette igang og/eller for-bedre fluidiseringsvirkningen. A vibrator schematically arranged at 5 can advantageously be attached to the bottom of the container 1 to initiate and/or improve the fluidization effect.

Midler er anordnet for elektrisk ladning av partiklene i den fluidiserte sky i form av en rekke spisse elektroder eller ioniseringsorgan 6, som kan være metal-liske, resistive eller halvledere. Elektrodene 6 er vist festet til en understøttende stang Means are provided for electrically charging the particles in the fluidized cloud in the form of a number of pointed electrodes or ionizer 6, which can be metallic, resistive or semiconductor. The electrodes 6 are shown attached to a supporting rod

10 over den porøse plate 2, med spissene av elektrodene rettet oppover. Elektrodene er beregnet på under drift å ligge inne i den 10 over the porous plate 2, with the tips of the electrodes directed upwards. The electrodes are intended to be inside it during operation

fluidiserte sky. Elektrodene 6 er elektrisk koblet over stangen 10 og en isolert leder 11 til den ene klemme for en høyspennings-kilde 7 der utvikler høyspent likestrøm i størrelsesordenen 100 kllvolt eller mer, som f. eks. en elektrostatisk generator, idet den annen klemme for kilden er jordet. Elektrodene 6 er fortrinnsvis anordnet i innbyrdes stilling i rommet i en plan rekke gjennom skyens horisontale forløp. fluidized clouds. The electrodes 6 are electrically connected via the rod 10 and an insulated conductor 11 to one terminal for a high-voltage source 7 which develops a high-voltage direct current in the order of 100 kilovolts or more, which e.g. an electrostatic generator, the other terminal for the source being grounded. The electrodes 6 are preferably arranged in mutual position in the room in a plane row through the cloud's horizontal course.

Det hittil beskrevne apparat er i store trekk lik slike som er kjent fra tidligere. Under drift med strømkilden 7 tilkoblet, og trykkluft tilført gjennom røret 4 inn i beholderen 1, blir det kompakte sjikt av pulver 3 omdannet til en turbulent svevende sky som ovenfor beskrevet, og de spisse elektroder 6 virker både ved direkte kontakt med de omrørte partikler og ved mellomliggende ioniserte luftmolekyler til å meddele alle partiklene i skyen et høyt elektrisk potensial svarende til potensialet for strømkilden 7. The apparatus described so far is broadly similar to those known from the past. During operation with the power source 7 connected, and compressed air supplied through the tube 4 into the container 1, the compact layer of powder 3 is converted into a turbulent floating cloud as described above, and the pointed electrodes 6 work both by direct contact with the stirred particles and by intermediate ionized air molecules to give all the particles in the cloud a high electrical potential corresponding to the potential of the power source 7.

Når gjenstander som skal belegges (ikke vist) er forbundet med jord og under-støttes (f. eks. fra en transportør) et stykke over toppen av beholderen 1, vil det sterke elektriske felt som da forekommer mellom elektrodene 6 og arbeidsstykket virke til å styre partiklene i skyen langs feltets kraftlinjer mot arbeidsstykkets overflate, som raskt og effektivt blir belagt med pul-veret, og dette vedhefter bestemt til arbeidsstykket på grunn av elektrostatisk tiltrekning. When objects to be coated (not shown) are connected to earth and supported (e.g. from a conveyor) some distance above the top of the container 1, the strong electric field that then occurs between the electrodes 6 and the workpiece will act to guide the particles in the cloud along the force lines of the field towards the surface of the workpiece, which is quickly and efficiently coated with the powder, and this adheres firmly to the workpiece due to electrostatic attraction.

Som foran angitt har det vist seg vanskelig å kontrollere effektivt den høyde til hvilken den svevende fluidiserte sky stiger opp fra beholderen. Denne høyde er selvsagt delvis avhengig av strømningsmeng-den og hastigheten for fluidiseringsgassen gjennom røret 4, samt elektriske faktorer. De ladede partikler er tilbøyelig til å fra-støte hverandre. Særlig i fravær av en gjenstand med forholdsvis store dimensjoner over skyen vil strøfelter eller parasi-tiske elektriske felter være tilbøyelig til å danne seg til omgivende gjenstander ved jordpotensial. Som et resultat av dette vil skyen miste meget av sin stabilitet og få en feilaktig beskaffenhet som resulterer i en tendens til å stige for høyt og spilles ut over beholderen. As previously indicated, it has proven difficult to effectively control the height to which the suspended fluidized cloud rises from the container. This height is of course partially dependent on the flow rate and speed of the fluidizing gas through the pipe 4, as well as electrical factors. The charged particles tend to repel each other. Especially in the absence of an object with relatively large dimensions above the cloud, stray fields or parasitic electric fields will tend to form into surrounding objects at ground potential. As a result, the cloud will lose much of its stability and acquire an erratic nature that results in a tendency to rise too high and spill over the container.

Denne vanskelighet kan overvinnes ifølge oppfinnelsen ved å tilveiebringe styrelektroder som vist ved 8. Disse styre-elektroder har i det viste eksempel form" av spisse elektroder som stort sett kan være lik ladeelektrodene 6 og kan være av me-tall, resistivt materiale eller halvleder-materiale. De er understøttet på sideveg-gen av beholderen 1 på en på forhånd bestemt høyde over elektrodene 6, og deres spisser rager inn i beholder. Styreelektrodene 8 er koblet til jord som vist. This difficulty can be overcome according to the invention by providing control electrodes as shown at 8. In the example shown, these control electrodes have the form of pointed electrodes which can be largely similar to the charging electrodes 6 and can be made of metal, resistive material or semiconductor material. They are supported on the side wall of the container 1 at a predetermined height above the electrodes 6, and their tips project into the container. The control electrodes 8 are connected to ground as shown.

Under drift vil styreelektrodene 8 virke til å utlade de partikler som nærmer seg disse, både ved direkte kontakt og spesielt ved ionisering av luftmolekylene som til-veiebringer ioner med en motsatt polaritet av pulverpartiklenes. Erfaringen viser, at antallet og beliggenheten av styreelektrodene 8 kan bestemmes slik at høyden av den fluidiserte sky kan kontrolleres med en større grad av nøyaktighet uavhengig av tilstedeværelse eller fravær av en gjenstand med jordpotensial over beholderen. Anordningen av styreelektrodene ifølge oppfinnelsen gjør det også mulig å behand-le gjenstander med små dimensjoner uten uønsket tap av pulver ut av beholderen. During operation, the control electrodes 8 will act to discharge the particles that approach them, both by direct contact and especially by ionization of the air molecules which provide ions with an opposite polarity to that of the powder particles. Experience shows that the number and location of the control electrodes 8 can be determined so that the height of the fluidized cloud can be controlled with a greater degree of accuracy regardless of the presence or absence of an object with ground potential above the container. The arrangement of the control electrodes according to the invention also makes it possible to treat objects with small dimensions without unwanted loss of powder from the container.

I den modifikasjon som er vist i fig. 2 er der anordnet en beholder 1 med et sjikt av pulver 3 i denne. Ikke viste midler, som kan være i likhet med dem der vises i fig. 1, er anordnet for å blåse stråler av fluidiseringsgass, f. eks. luft, opp gjennom laget av pulver 3 for å overføre dette til en svevende sky. Andre midler som heller ikke er vist er anordnet for elektrisk ladning av skyen. Ladningsmidlene kan ha form av elektrodene 6 som vist i fig. 1, eller de kan anta andre former, f. eks. kan den perfo-rerte horisontale, understøttende bunn for pulverlaget 3 være metallisk og tjene som oppladningsmiddel. In the modification shown in fig. 2, there is arranged a container 1 with a layer of powder 3 in it. Means not shown, which may be similar to those shown in fig. 1, is arranged to blow jets of fluidizing gas, e.g. air, up through the layer of powder 3 to transfer this to a floating cloud. Other means, also not shown, are provided for electrically charging the cloud. The charging means can take the form of the electrodes 6 as shown in fig. 1, or they can assume other forms, e.g. can the perforated horizontal, supporting bottom for the powder layer 3 be metallic and serve as a charging agent.

I dette eksempel er styreelektrodene anordnet i form av fine tråder 8', f. eks. tråder av rustfritt stål, med en diameter på 0,1—0,2 mm. Som vist er det to slike tråder forløpende rundt hele innsiden av beholderen med en viss innbyrdes vertikal avstand og festet til beholderveggen ved isolerende understøttelser 9. Begge tråder 8' er jordet. En enkel slik tråd 8' eller flere enn to kan selvsagt også komme til anvendelse. Virkningen av apparatet ifølge fig. 2 behøver ikke å beskrives, da den er stort sett den samme som for den først beskrevne utførelsesform. In this example, the control electrodes are arranged in the form of fine wires 8', e.g. stainless steel wires, with a diameter of 0.1-0.2 mm. As shown, there are two such wires running around the entire inside of the container with a certain mutual vertical distance and attached to the container wall by insulating supports 9. Both wires 8' are grounded. A simple such thread 8' or more than two can of course also be used. The effect of the apparatus according to fig. 2 does not need to be described, as it is largely the same as for the first described embodiment.

Claims

1. Electrostatic device for coating objects with finely distributed solid particles, comprising devices for providing a fluidized layer of particles, as well as devices for charging the particles in the layer to a high potential in relation to the object to be coated in order to accelerate the particles in made against the surface of the object by means of an electrostatic field, characterized in that auxiliary electrodes are arranged in the form of sharp points (8), wires (8') or the like placed above the normal level of the fluidized layer (3) to provide a ionization zone which is capable of canceling the electric charge for particles that come above said normal level of the layer.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the auxiliary electrodes (8, 8') are supported so that they protrude into the edge areas of the fluidized layer (3).

3. Device as stated in claim 2, characterized in that the auxiliary electrodes (8, 8') are supported from the inside of the container (1) in which the fluidized layer (3) is formed.

4. Device as stated in claims 1-3, characterized in that it includes devices for vibrating the auxiliary electrodes. Publications cited: French Patent No. 1,155,443. in the U.S. Patent No. 2,446,953. Australian Patent No. 205,557, 213,625.