NO311090B1

NO311090B1 - Pulverbelegningsblandinger og anvendelse av disse

Info

Publication number: NO311090B1
Application number: NO19951764A
Authority: NO
Inventors: Kevin Jeffrey Kittle; Paul Frederick Rushman
Original assignee: Courtaulds Coatings Holdings
Priority date: 1992-11-06
Filing date: 1995-05-05
Publication date: 2001-10-08
Also published as: CN1088599A; IN183004B; TR27298A; FI952178A0; AU682159B2; DE69331496D1; PT667889E; DE69331496T2; SK283066B6; JP3605111B2; EP0667889A1; CA2148842A1; KR100312961B1; HUT72031A; FI107618B; KR100312960B1; ATE212369T1; JPH08503239A; AU5427294A; CZ117195A3

Description

Denne oppfinnelse angår pulverbelegningsblandinger og anvendelse av disse.

Pulverbelegg utgjør en hurtigvoksende sektor på be-leggmarkedet. Pulverbelegg er faste materialer som generelt påføres ved en elektrostatisk sprøyteprosess hvor pulverbelegningspartiklene blir elektrostatisk ladet av sprøytepistolen og substratet er jordet eller motsatt ladet. Ladning av pulveret i sprøytepistolen gjøres ved hjelp av en påtrykket spenning eller ved anvendelse av friksjon (triboladning). Det på-førte materiale blir deretter oppvarmet for å smelte og sveise partiklene og for å herde belegget. Pulverbelegningspartiklene som ikke henger fast på substratet kan gjenvinnes for gjenan-vendelse slik at pulverbelegg er økonomiske hva gjelder bruk

av bestanddeler. Dessuten er pulverbelegningsblandinger generelt frie for tilsatte løsningsmidler og, spesielt, anvendes ikke organiske løsningsmidler og de er derfor ikke-forurens-ende .

Pulverbelegningsblandinger omfatter generelt en fast filmdannende harpiks, som regel med ett eller flere fargemidler, så som pigmenter, og inneholder eventuelt også ett eller flere ytelsestilsetningsstoffer. De er vanligvis herdnende og omfatter for eksempel en filmdannende polymer og et tilsvarende herdemiddel (som selv kan være en annen filmdannende polymer). Pulverbelegningsblandinger blir generelt fremstilt ved intimt å blande bestanddelene (innbefattende fargemidler og ytelseshjelpestoffer) for eksempel i en ekstruder, ved en temperatur over mykningspunktet til den filmdannende polymer (er), men under en temperatur ved hvilken betydelig for-reaksjon ville forekomme. Ekstrudatet blir vanligvis valset til et flatt ark og pulverisert, for eksempel ved maling, til den ønskede partikkelstørrelse. Den partikkelstørrelsesfor-deling som er nødvendig for de fleste kommersielle elektrostatiske sprøyteapparater er mellom 10 og 120 (im med en midlere partikkelstørrelse i området fra 15 til 75 [im, fortrinnsvis 25-50 (J.m. Slike pulvere blir normalt påført med filmtykkelser fra 40-50 |0.m og oppad.

Når pulverbelegningsmidler med en slik vanlig partik-kelstørrelsesf ordeling anvendes, er det vanskelig å påføre tynne filmbelegg på f.eks. 3 0 um eller mindre for hvilke det er et økende behov innen visse sektorer av pulverbelegnings-markedet, for å oppnå en jevn opasitet og et estetisk tiltalende utseende, spesielt i et hvitt glansbelegg. Oppnåelsen av slike resultater er mulig bare med et begrenset område av pulverkjemier idet den beste ytelse generelt er blitt oppnådd med polyuretanpulvere under anvendelse av blokkerte isocya-nater. Det er meget vanskelig om ikke umulig å oppnå belegg som er mindre enn 2 0 um med jevn opasitet og et estetisk tiltalende utseende. De problemer som påtreffes ("appelsinhud, uperfektheter, etc.) betraktes å kunne tilskrives den forholdsvis store størrelse til hovedparten av partiklene i pul-verbeleggblandinger med vanlig partikkelstørrelsesfordeling.

I tillegg til de økende behov innen pulverbelegnings-markedet som sådant er det også erkjent at pulverbelegnings-midlenes manglende evne til pålitelig og rutinemessig å gi filmtykkelser på 3 0 (am eller mindre med estetisk tiltalende utseende er én av de faktorer som hindrer ytterligere erstat-ning av løsningsmiddelbaserte "våte" malinger med pulverbelegningsmidler.

Det antas at problemene med å oppnå tilfredsstillende tynne filmpulverbelegg prinsipielt skulle kunne unngås ved å anvende pulverbelegningsblandinger med en finere partikkel-størrelse. Det er imidlertid problemer ved fluidiseringen, håndteringen og påføringen av forholdsvis små partikler, spesielt partikler som har en diameter på 10 um eller mindre. Slike problemer blir mer fremherskende etterhvert som andelen av fine partikler øker, og pulverbelegningsblandinger har hit-til generelt blitt fremstilt slik at de omfatter ikke mer enn 10 volum% partikler som har en diameter på 10 (im eller mindre.

Det er et mål ved den foreliggende oppfinnelse å un-ngå problemene med fluidisering, håndtering og påføring av fine partikler, spesielt partikler som har en diameter på 10 um eller mindre, slik at det tillates en betydelig økning i andelen av slike partikler som kan tolereres og derved gjøre det lettere å danne tynne belegg med bra utseende. Et mål på fluidisering- og håndteringsoppførselen (sprøytbarheten) til en pulverbelegningsblanding kan fås ved å bestemme dens såkalte fluiditetsindeks (eller " sprøytefaktor") under anvendelse av "AS 100 Flowmeter" produsert av SAMES, Grenoble.

I tillegg til problemer med fluiditets- og relaterte håndterbarhets- og ytelsesegenskaper oppnås med den foreliggende oppfinnelse også unngåelse eller lettelse av forskjellige andre problemer som kan tilskrives forskjellig og for tidlig elektrostatisk ladning av pulverpartiklene forårsaket av en spontan triboladning og håndtering av pulverblandingene. Et viktig problem som skriver seg fra forskjellig elektrostatisk ladning, er uønsket variasjon i avsetningseffektiviteten ved forskjellige påtrykte spenninger, hvilket fører til ujevn og uoverensstemmende belegning av substrater. Det finnes også såkalt elektrostatisk segregering, hvilket vil si uønsket separering eller forskjellige avsetning av to komponenter i en pulverbelegningsblanding på forskjellige deler av substratet under elektrostatisk sprøytebelegning.

Med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en pulverbelegningsblanding omfattende minst ett filmdannende polymert materiale og tørrblandet med dette 0,01-10 vekt%, av hele blandingen uten tilsetningsstoffer, av to eller flere tilsetningsstoffer valgt blant faste, partikkelformige, uorganiske, vannuoppløselige materialer som kan være keramiske eller mineralske materialer og/eller kan være oksider, blandede oksider, hydratiserte oksider, hydroksider, oksid-hydroksider eller oksysalter av metaller og metalloider, og minst 95 volum% av pulverbelegningsblandingen har en partikkelstørrelse som ikke overskrider 50 um.

Pulverbelegningsblandingen anvendes til å danne et belegg på et substrat ved å påføre blandingen på substratet ved en elektrostatisk sprøytebelegningsprosess og oppvarme den påførte blanding for å smelte og sammensmelte partiklene og herde belegget.

Ved å anvende kombinasjoner av tøirrblandede tilsetningsstoffer i overensstemmelse med oppfinnelsen, er det mulig å mildne, endog hindre, problemene med fluidisering, håndtering og påføring av fine partikler (spesielt.slike med en diameter på 10 um eller mindre) som skissert ovenfor, og også å mildne andre problemer som kan tilskrives den forskjellige og for tidlige elektrostatiske ladning av pulverpartiklene. Ef-fekten oppnådd i hvert enkelt tilfelle vil primært være avhengig av de følgende parametre:

1) arten av tilsetningsstoffene

2) mengden av hvert tilsetningsstoff i pulverbelegningsblandingen og 3) partikkelstørrelsen til pulverbelegningskomponentene.

Generelt vil i en pulverbelegningsblanding ifølge oppfinnelsen minst 20 volum% av pulverbelegningspartiklene ha en diameter på mindre enn 10 um, og i prinsippet kan vektan-delen av slike partikler være minst 30%, 40% eller 50% med muligheten for enda høyere innhold av slike partikler på minst 60, 70, 80, 90 eller endog 100 vekt% i grensetilfellet. Pulverbelegningsblandinger med slike partikkelstørrelsesfordel-inger kan oppnås ved vanlig maling, men strålemølling med fluidenergi er den foretrukne fremstillingsmetode.

De relevante parametre til partikkelstørrelsesfordel-ingen for en pulverbelegningsblanding kan måles ved hjelp av flere metoder som vil rapportere fraksjonen av partikler som faller innenfor et gitt størrelsesområde, basert på vekt, volum eller antall av partikler innen dette område. Tallene som angår vekt eller volum av partikler innen et område, er de som er mest vanlig anvendt, og det er selvklart at for et gitt pulver er vektfraksj onen eller volumfraksj onen innen et gitt størrelsesområde ekvivalente fordi de er relatert ved en kon-stant tetthet. Den foreliggende beskrivelse refererer hele tiden til volumfordeling. Slike fordelinger kan bestemmes ved hjelp av en hvilken som helst av flere forskjellige laserlys-spredningsinnretninger idet "Cis-1", (produsert av Galia), "Helos" (produsert av Sympatec) og "Mastersizer X" (produsert av Malvern) er foretrukne eksempler. En hvilken som helst sam-menlignbar innretning kan imidlertid anvendes.

I en pulverbelegningsblanding ifølge oppfinnelsen har minst 95 volum% av pulverbelegningspartiklene, og med fordel minst 99 volum%, en diameter på mindre enn 50 um. Fortrinnsvis vil i det vesentlige samtlige partikler tilfredsstille denne størrelsesbetingelse. Fortrinnsvis er én eller flere av de følgende kjennetegnende betingelser tilfredsstilt:

(a) 95-100 volum% < 50 um; (b) 45-100 volum% < 20 um; (c) 20-100 volum% < 10 um; (d) 5-70 volum% < 5 um;

(e) d(v)50 i området 1,3 til 2 0 um.

I spesielt foretrukne blandinger er hver av de kjennetegnende betingelser (a) til (e) tilfredsstilt.

Også blandinger kan nevnes i hvilke partikkelstørrel-sesf ordelingen basert på volum er som følger:

Evnen til å håndtere og påføre meget fine pulverbelegningsmaterialer (pulvere inneholdende en høy prosent av partikler som er 10 um eller mindre) byr på muligheten for å påføre relativt tynne belegg på 30 um eller mindre med en jevn opasitet og et samlet utseende som er i det minste ekvivalent med et vanlig pulverbelegg påført med 50-60 um.

En overraskende ytterligere fordel som kan oppnås ved hjelp av oppfinnelsen, er at ved anvendelse av meget fine pulverbelegningsmaterialer kan et sterkt forbedret overflateutseende for det påførte belegg etter herding oppnås. Dette forbedrede overflateutseende som er oppnåelig spesielt dersom minst 50 volum% av pulverbelegningsmaterialene er < 10 (am og minst 99% er < 20 um, kan best beskrives som et nesten totalt fravær av appelsinhud i forbindelse med en meget flat overflate med høy glans og høy bildedistingsjon. Denne mangel på appelsinhud kan bekreftes ved å måle overflateprofilen og bestemme en vanlig ruhetskvotient (som forklart i det eksperimen-telle avsnitt nedenfor).

Det forbedrede overflateutseende kan oppnås ved en filmtykkelse på 3 0 um, men er også oppnåelig ved en filmtykkelse ned til 15 um eller endog 10 um. Ved filmtykkelser under 15 jam kan det være problemer med opasiteten i visse farger, og spesielt i tilfellet med hvite belegg. Beleggtykkelser på mindre enn 10 um blir sjelden anvendt for dekorative formål, bortsett for eksempel fra metallboksbelegningsmarkedet. Også på dette marked blir ikke-pigmenterte belegg med størrelsesor-denen 5 fim f ilmtykkelse eller mindre anvendt. En fordel ved den foreliggende oppfinnelse er at slike filmtykkelser kan oppnås med pulverbelegningsblandinger.

Fine pulverbelegningsblandinger i overensstemmelse med oppfinnelsen kan også påføres for å gi det forbedrede overflateutseende ved forholdsvis høye filmvekter, f.eks. opp til 50 um eller enda høyere (som for eksempel opp til 80-90 jam) . Det bør imidlertid bemerkes at det generelt er en økende risiko for sprengning av filmoverflaten ved høye filmvekter (antas å kunne tilskrives tilbakeioniseringsfenomener).

En beslektet fordel ved oppfinnelsen er muligheten for å oppnå "bit-frie" belegg. Dersom den maksimale partikkel-størrelse til pulverbelegningsmaterialet er nær eller mindre enn den ønskede filmtykkelse, kan muligheten for bit-dannelse i filmen forårsaket av en eller annen defekt i ekstruderings-eller malefasen av fremgangsmåten unngås. Således vil for eksempel for å oppnå en bit-fri film med 30-35 um pulverbelegningsmaterialet bli malt slik at 100% av produktet var under 3 5 um.

Det er også mulighet for å oppnå en tredje farge i det påførte belegg ved elektrostatisk sprøyting av en blanding som omfatter pulverbelegningskomponenter med to (eller flere) forskjellige farger. I GB 2226824A (EP 037286OA) angis blant annet at ved å blande to (eller flere) forskjelligfargede pulverbelegningsblandinger med tilstrekkelig små partikkel-størrelser, for eksempel med en partikkelstørrelsesfordeling slik at i det vesentlige alle partikler har deres største dimensjon under 10 um, vil en pulverbelegningsblanding med en farge som er forskjellig fra hver av komponentene kunne oppnås. Denne beskrivelse redegjør også for at de individuelle pulverbelegningsblandinger som har en partikkelstørrelse som er slik at i det vesentlige alle partikler var under 10 jam, og blandinger derav, ikke er lett fluidiserbare i luft og spesielt ikke er fluidiserbare ved hjelp av et kommersielt elektrostatisk sprøyteapparat. Det ble derfor foreslått at partiklene måtte agglomereres for å danne en pulverbelegningsblanding med en større partikkelstørrelsesfordeling for å oppnå fluiditet i luft og muliggjøre påføring ved hjelp av et kommersielt elektrostatisk sprøyteapparat.

I overensstemmelse med ett aspekt ved den foreliggende oppfinnelse kan meget fine pulverbelegningsmaterialer, for eksempel hvor i det vesentlige alle partikler har deres største dimensjon under 10 um, gjøres fluidiserbare i luft. En overraskende ytterligere fordel som kan oppnås ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, er at når blandinger av to (eller flere) forskjelligfargede meget fine pulverbelegningsmaterialer fremstilles, er de ikke bare fluidiserbare i luft, men de kan påføres under anvendelse av kommersielle elektrostatiske sprøyteapparater for å gi en film som visuelt vil bli oppfattet som homogen i farge med intet tegn på de individuelle bestanddelsfarger og intet tegn på elektrostatisk separering av disse farger. I tillegg viser de resulterende filmer forbedret overflateutseende.

Et tilsetningsstoff i overensstemmelse med oppfinnelsen kan være en forbindelse av et metall fra gruppe 2 i det periodiske system, for eksempel kalsiumoksid, en forbindelse av et metall fra gruppe 12, for eksempel sinkoksid, en forbindelse av et d-blokkovergangsmetall, så som et metall fra gruppe 4, for eksempel zirkoniumdioksid eller hafniumoksid, eller en forbindelse av et metall fra gruppe 6, for eksempel molybdentrioksid eller wolframtrioksid, en forbindelse av et metall fra gruppe 13, for eksempel alumina eller et aluminiumhydroksid, en forbindelse av et p-blokkmetall eller -metall-oksid, så som fra gruppe 14, for eksempel silika, eller en forbindelse av et sjeldent jordmetall, for eksempel lantanok-sid eller ceriumoksid.

Et tilsetningsstoff som er et oksid, kan være et bas-isk oksid, for eksempel kalsiumoksid, eller et amfotert oksid,

for eksempel alumina eller sinkoksid.

Et tilsetningsstoff som er et oksysalt, kan være et silikat (for eksempel aluminiumsilikat), et borat, et fosfat (for eksempel magnesiumfosfat), et karbonat (for eksempel mag-ne siumkarbonat) eller et sulfat.

I tilfellet av et tilsetningsstoff som er et oksid, oksyhydroksid eller hydroksid av aluminium, antas det at en hvilken som helst av de hovedstrukturene typer kan anvendes, dvs. :

Et tilsetningsstoff som er silika, omfatter fortrinnsvis silikarøk.

Foretrukne kombinasjoner av tilsetningsstoffer for anvendelse i overensstemmelse med oppfinnelsen innbefatter de følgende: (A) et tilsetningsstoff valgt fra alumina, aluminiumhydroksid, kalsiumoksid, silika, sinkoksid, zirkoniumdioksid, molybdentrioksid, ceriumoksid og wolframtrioksid, fortrinnsvis alumina eller silika, mer spesielt alumina, og (B) et tilsetningsstoff valgt fra aluminiumhydroksid, aluminiumsi1ikat, zirkoniumdioksid, sinkoksid, silika

og kalsiumoksid, fortrinnsvis aluminiumhydroksid.

Selv om majoriteten av tilsetningsstoffkombinasjonene valgt fra (A) og (B) ovenfor generelt kan forventes å være effektive over hele størrelsesområdet for pulverbelegningsblandinger for anvendelse i overensstemmelse med oppfinnelsen, vil kombinasjoner som innbefatter molybdentrioksid, ceriumoksid eller wolframtrioksid som den eneste komponent(er) (A) generelt være mindre egnede jo høyere innholdet av partikler på mindre enn 10 um er, og det kan være tilfeller henimot den nedre ende av størrelsesområdet hvor virkningen av disse spesielle tilsetningsstoffer er for liten til å være betyde-

lig.

Fortrinnsvis er ett av tilsetningsstoffene alumina (aluminiumoksid) i en hvilken som helst kombinasjon av tilsetningsstoffer for anvendelse i overensstemmelse med oppfinnelsen.

En spesielt foretrukken kombinasjon av tilsetningsstoffer i overensstemmelse med oppfinnelsen omfatter alumina og aluminiumhydroksid. En annen foretrukken kombinasjon omfatter alumina og aluminiumsilikat.

Fortrinnsvis er ett eller hvert tørrblandet tilsetningsstoff et oksid eller blandet oksid. Foretrukne kombinasjoner av tilsetningsstoffer innbefatter et oksid eller blandet oksid sammen med et annet oksid eller blandet oksid, og et oksid eller blandet oksid sammen med et hydratisert oksid, hydroksid eller oksid-hydroksid. I slike foretrukne kombinasjoner av tilsetningsstoffer kan hvert tilsetningsstoff være et hvilket som helst av dem som her er spesifikt nevnt eller det kan være et materiale som tilhører en hvilken som helst av de klasser som her er spesifikt nevnt.

Flere enn to av de nevnte tørrblandede tilsetningsstoffer kan foreligge i en blanding i overensstemmelse med oppfinnelsen. Således kan det for eksempel være to (eller flere) tilsetningsstoffer fra gruppene betegnet med (B) ovenfor i forbindelse med et tilsetningsstoff fra den tilsvarende gruppe betegnet med (A). Imidlertid omfatter en blanding i overensstemmelse med oppfinnelsen fortrinnsvis bare to tørr-blandede tilsetningsstoffer som definert.

Det samlede innhold av de tørrblandede tilsetningsstoffer innarbeidet i en pulverbelegningsblanding ifølge oppfinnelsen vil generelt være i området fra 0,01 til 10 vekt%

(basert på den samlede vekt av blandingen uten tilsetningsstoffene) , med fordel minst 0,05 vekt% og fortrinnsvis minst 1,0 vekt%. Et samlet innhold av tilsetningsstoffer på over 10 vekt% kan prinsipielt anvendes, men vil utøve-en tiltagende skadelig virkning på det ferdige beleggs overflateutseende.

I det tilfelle hvor ett av de tørrblandede tilsetningsstoffer er alumina, kan forholdsmengden av innarbeidet alumina være minst 0,01 vekt% (basert på den samlede vekt av blandingen uten tilsetningsstoffene), med fordel minst 0,02 vekt% og generelt i området fra 0,2 til 0,4 vekt%. På grunn av dets relativt intensive virkning på elektrostatiske fenomener vil forholdsmengdene av alumina normalt ikke overskride 1,0 vekt%, men høyere forholdsmengder kan prinsipielt være egnede under visse omstendigheter, for eksempel i tilfellet av en pulverbelegningsblanding med en meget bred partikkelstørrel-sesfordeling eller en i hvilken blanding av to pulvere anvendes hvorav det ene utgjøres av partikler hvorav i det vesentlige samtlige er mindre enn 10 um og det annet har en generelt grovere fordeling. Under slike omstendigheter er det mulig at forholdsmengden av innarbeidet alumina kan være så høy som 2,5 vekt% eller endog 5 vekt%. Et aluminainnhold på opp til 10 vekt% kan prinsipielt anvendes, men vil utøve en tiltagende skadelig virkning på det ferdige beleggs overflateutseende.

Det antas at for en gitt mengde av pulverbelegningsblanding vil generelt den mengde av hvert tilsetningsstoff som vil være nødvendig for å frembringe spesielle ytelseskjenne-tegn, være høyere desto mindre blandingens partikkelstørrelse er fordi det antas at mengden av tilsetningsstoff som er nød-vendig for en gitt pulvermengde, er avhengig av antallet av tilstedeværende partikler.

Typisk vil i det tilfelle hvor ett av tilsetningsstoffene er alumina, innholdet av det annet tilsetningsstoff (er), for eksempel de som er betegnet med (B) ovenfor, ikke overskride 5%, basert på den samlede vekt av blandingen uten tilsetningsstoffer, og det vil generelt ikke overskride 3% basert på denne samlede vekt, og i det foretrukne tilfelle vil det ikke overskride 1%. Et eksempel på en foretrukken tilsetningsstoff kombinasjon omfatter 0,36 vekt% alumina og 2,64 vekt% aluminiumhydroksid.

I tilfeller hvor alumina ikke anvendes som et tilsetningsstoff (for eksempel hvor det anvendes et annet tilsetningsstoff betegnet med (A) ovenfor) vil det samlede tilsetningsstoff innhold innarbeidet i pulverbelegningsblandingen generelt være høyere enn når alumina anvendes, og kan typisk være i området fra 0,5 til 15 vekt%, med innholdet av hvert enkelt tilsetningsstoff i området fra 0,1 til 14,9 vekt%.

I det foretrukne tilfelle med to tilsetningsstoffer kan de relative mengder av disse tilsetningsstoffer være i området fra 1:99 til 99:1, typisk (bortsett fra hvor ett av tilsetningsstoffene er alumina) fra 40:60 til 60:40. I tilfellet med tilsetningsstoffene betegnet med (A) og (B) ovenfor kan forholdsmengden av komponent (A) være 10 til 4 0% av de samlede tilsetningsstoffer og forholdsmengden av (B) fra 60 til 90% av de samlede tilsetningsstoffer.

Selv om partikkelstørrelsen for hvert tørrblandet tilsetningsstoff kan være opp til 5 um eller endog opp til 10 fim i enkelte tilfeller, er partikkelstørrelsen fortrinnsvis ikke større enn 2 um og mer spesielt ikke større enn 1 um. Generelt vil jo lavere tykkelsen til belegget som skal påføres er, desto mindre partikkelstørrelsen for tilsetningsstoffene være.

Tilsetningsstoffene anvendt i overensstemmelse med oppfinnelsen blir innarbeidet i pulverbelegningsblandingen ved å bli tørreblandet inn i blandingen etter at denne er blitt fremst i pulverform. Det foretrekkes sterkt at tilsetningsstoffene forhåndsblandes, fortrinnsvis intimt og homogent, før de tørrblandes med blandingen, men alternativt kan hvert tilsetningsstoff innarbeides og tørrblandes separat.

Det er prinsipielt mulig at tilsetningsstoffkombina-sjonen omfatter ett tilsetningsstoff som er belagt med et annet tilsetningsstoff. Således kan for eksempel et oksidtil-setningsstoff (for eksempel alumina) ha et belegg av et annet oksid eller hydratisert oksid eller hydroksid (for eksempel hydratisert zirkoniumdioksid, hydratisert silika eller aluminiumhydroksid) avsatt på dette. Et slikt belegg kan dannes ved hjelp av metoder som er i og for seg kjente, for eksempel ved utfelling eller ved fordampning av oppløsningsmiddel fra opp-løsning. Det kan være et enkeltbelegg, eller flere enn ett belegg kan påføres.

En pulverbelegningsblanding ifølge oppfinnelsen kan omfatte en enkelt pulverbelegningskomponent (filmdannende polymer, herdemiddel hvor dette er egnet, og eventuelt ett eller flere fargemidler) eller den kan omfatte en blanding av to eller flere slike komponenter.

Den eller hver pulverbelegningskomponent for en blanding ifølge oppfinnelsen vil generelt være et herdesystem selv om termoplastiske systemer (basert for eksempel på polyamider) prinsipielt kan anvendes isteden.

Den filmdannende polymer anvendt for fremstillingen av komponentene eller hver komponent for en herdepulverbeleg-ningsblanding i overensstemmelse med oppfinnelsen kan være én eller flere valgt fra karboksyfunksjonelle polyesterharpikser, hydroksyfunksjonelle polyesterharpikser, epoksyharpikser og funksjonelle akrylharpikser.

En pulverbelegningskomponent for blandingen kan for eksempel være basert på et fast polymert bindemiddelsystem som omfatter en karboksyfunksjonell polyesterfilmdannende harpiks anvendt sammen med et polyepoksidherdemiddel. Slike karboksyfunksjonelle polyestersystemer er for tiden de mest utstrakt anvendte pulverbelegningsmaterialer. Polyesteren har generelt en syreverdi i området 10-100, en antallsmidlere molekylvekt Mn på 1500 til 10000 og en glasstemperatur Tg på 30°C til 85°C, fortrinnsvis minst 4 0°C. Polyepoksidet kan for eksempel være en epoksyforbindelse med lav molekylvekt, så som triglycidyl-isocyanurat (TGIC), en forbindelse så som diglycidylterefthal-at eller diglycidylisofthalat, en epoksyharpiks så som en kon-densert glycidyleter av bisfenol A eller en lysstabil epoksyharpiks. En slik filmdannende karboksyfunksjonell polyesterharpiks kan alternativt anvendes sammen med et bis(beta-hyd-roksyalkylamid)-herdemiddel, så som tetrakis (2-hydroksyetyl)-adipamid.

Alternativt kan en hydroksyfunksjonell polyester anvendes sammen med et blokkert isocyanatfunksjonelt herdemiddel eller et aminformaldehydkondensat, så som for eksempel en melaminharpiks, en urea-formaldehydharpiks eller en glykol-urea-formaldehydharpiks, for eksempel materialet "Powderlink 1174" som leveres av Cyanamid Company, eller heksahydroksy-metylmelamin. Et blokkert isocyanatherdemiddel for en hydroksyfunksjonell polyester kan for eksempel være intern blokkert, så som uretdiontypen, eller det kan være av den kaprolaktam-blokkerte type, for eksempel isoferondiisocyanat.

Som en ytterligere mulighet kan en epoksyharpiks anvendes sammen med et aminfunksjonelt herdemiddel, så som for eksempel dicyandiamid. Istedenfor et aminfunksjonelt herdemiddel for en epoksyharpiks kan et fenolisk materiale anvendes, fortrinnsvis et materiale dannet ved reaksjon av epiklorhydrin med et overskudd av bisfenol A (dvs. en polyfenol fremstilt ved addisjon av bisfenol A og en epoksyharpiks). En funksjon-ell akrylharpiks, for eksempel en karboksy-, hydroksy- eller epoksyfunksjonell harpiks, kan anvendes sammen med et egnet herdemiddel. Blandinger av bindemidler kan anvendes, for eksempel kan en karboksyfunksjonell polyester anvendes sammen med en karboksyfunksjonell akrylharpiks og et herdemiddel, så som et bis(beta-hydroksyalkylamid) , som tjener til å herde begge polymerer. Som ytterligere muligheter kan for blandede bindemiddelsystemer en karboksy-, hydroksy- eller epoksyfunksjonell akrylharpiks anvendes sammen med en epoksyharpiks eller en polyesterharpiks (karboksy- eller hydroksyfunksjonell). En slik harpikskombinasjon kan velges slik at den blir samherdnende, for eksempel en karboksyfunksjonell akrylharpiks samherdet med en epoksyharpiks, eller en karboksyfunksjonell polyester samherdet med en glycidylfunksjonell akrylharpiks. Mer vanlig er det imidlertid at slike blandede bindemiddelsystemer settes sammen slik at de herdes med et enkelt herdemiddel (for eksempel anvendelse av et blokkert isocyanat for å herde en hydroksyfunksjonell akrylharpiks og en hydroksyfunksjonell polyester). En annen foretrukken oppskrift innbefatter anvendelse av et forskjellig herdemiddel for hvert bindemiddel i en blanding av to polymere bindemidler (for eksempel en aminherdet epoksyharpiks anvendt sammen med en blokkert iso-cyanatherdet hydroksyfunksjonell akrylharpiks).

Andre filmdannende polymerer som kan nevnes, innbefatter funksjonelle fluorpolymerer, funksjonelle fluorklor-polymerer og funksjonelle fluorakrylpolymerer, hvorav hver kan være hydroksyfunksjonell eller karboksyfunksjonell og kan anvendes som den eneste filmdannende polymer eller sammen med én eller flere funksjonelle akryl-, polyester- og/eller epoksyharpikser, med egnede herdemidler for de funksjonelle polymerer.

Andre herdemidler som kan nevnes, innbefatter epoksy-fenolnovolaker og epoksykresolnovolaker, isocyanatherdemidler blokkert med oksimer, så som isoferondiisocyanat blokkert med metyletylketoksim, tetrametylenxylendiisocyanat blokkert med acetonoksim og "Desmodur W" blokkert med metyletylketoksim, lysstabile epoksyharpikser så som Santolink LSE 120" levert av Monsanto, og alisykliske polyepoksider så som "EHPE-3150" levert av Daicel.

En pulverbelegningskomponent for en blanding ifølge oppfinnelsen kan være fri for tilsatte fargemidler, men inneholder vanligvis ett eller flere slike midler (pigmenter eller fargestoffer) og kan inneholde ett eller flere ytelsestilsetningsstoffer, så som et flytbefordrende stoff, en mykner, en stabilisator, for eksempel en stabilisator mot UV-nedbrytning, et antigassingsstoff, så som benzoin, et fyllstoff eller to eller flere slike tilsetningsstoffer kan være tilstede i belegningsblandingen. Eksempler på pigmenter som kan anvendes er uorganiske pigmenter, så som titandioksid, røde og gule jern-oksider, krompigmenter og sot og organiske pigmenter, så som for eksempel fthalocyanin-, azo-, antrakinon-, tioindigo-, isodibenzantron-, trifendioksan- og kinakridonpigmenter, kyperfargestoffpigmenter og substratpigmenter av sure, basiske og etsende fargestoffer. Fargestoffer kan anvendes istedenfor eller såvel som pigmenter.

Et pigmentinnhold på < 4 0% basert på vekten av den samlede blanding (uten tørrblandingstilsetningsstoffene) kan anvendes. Vanligvis anvendes et pigmentinnhold på 25-30% selv om opasitet i tilfellet av mørke farger kan oppnås med < 10% pigment basert på vekt. Der hvor dette er egnet, kan et fyllstoff anvendes for å hjelpe til med oppnåelsen av opasitet samtidig med minimering av omkostninger.

Selv om materialer som er fargede kan anvendes som

tørrblandede tilsetningsstoffer for blandinger i overensstemmelse med oppfinnelsen, er det av bekvemhetshensyn i alminnelighet ikke ønsket at tilsetningsstoffene skal endre blandingens farge idet denne farge normalt er bestemt av det farge-middel eller de fargemidler som kan være innarbeidet før blandingen omdannes til pulverform.

Ved oppfinnelsen tilveiebringes også en fremgangsmåte for å danne et belegg på et substrat, hvilken omfatter påfør-ing av en blanding i overensstemmelse med oppfinnelsen på et substrat ved hjelp av en elektrostatisk sprøytebelegningspro-sess og oppvarming av den påførte blanding for å smelte og sammensveise partiklene og herde belegget.

Den elektrostatiske sprøytebelegningsprosess kan være en koronaladnings- eller triboladningsprosess. I tilfellet av en triboladningsprosess anbefales det at pulverbelegningsblandingen er en blanding som er blitt satt sammen spesielt for en slik anvendelse, for eksempel ved anvendelse av egnede polymerer av hvilke de såkalte "tribo-sikre" kvaliteter er et eksempel, eller ved å anvende tilsetningsstoffer som kan inn-føres før ekstrudering på i og for seg kjent måte.

Pulverbelegningsblandingen ifølge oppfinnelsen anvendes til å danne belegg på et substrat, idet tykkelsen til det påførte belegg fortrinnsvis er 3 0 um eller mindre.

Substratet kan omfatte et metall, et varmestabilt plastmateriale, tre, glass eller et keramisk materiale eller tekstilmateriale. Et metallsubstrat blir med fordel mekanisk eller kjemisk renset før blandingen påføres og blir fortrinnsvis utsatt for kjemisk forbehandling, for eksempel med jernfosfat, sinkfosfat eller kromat. Andre substrater enn metalliske blir i alminnelighet forhåndsoppvarmet før påføring eller de blir forhåndsbehandlet med et materiale som vil lette elektrostatisk sprøytepåføring.

Eks<p>mplPr

Ved vurdering av utseendet til filmer dannet av pulverbelegningsblandingene, og spesielt den såkalte "appelsinhudeffekt", er det nyttig å vurdere grafiske presentasjoner av data oppnådd ved profilometerundersøkelse av herdede påførte filmer. I de foreliggende eksempler ble en slik undersøkelse utført under anvendelse av et laserprofilbmeter av typen UB 16 produsert av Ulrich Breitmeier Messtechnik GmbH (UMB). Lys fra en halvlederlaser i sensoren rettes mot paneloverflaten som et fokusert punkt. En bevegbar linse som er opphengt i sensoren

blir kontinuerlig regulert for å sikre at strålens brennpunkt alltid sammenfaller med filmoverflaten. Sensoren er laget slik

at en eventuell ruhet i beleggets overflate forårsaker for-skyvning av den fokuserende linse hvilket på sin side oppdages av et annet målesystem.

De resulterende data er vist grafisk på de ledsagende

Figurer 1 til 7, hvor:

Fig. 1 for sammenlignings skyld viser resultatene av profilometeranalyser av en 50 um film dannet av en pulverbelegningsblanding med standard partikkelstørrelse. Fig. 2 viser profilometerresultatene for en herdet film på 55 um dannet av det "standard" sammenligningspulver som er beskrevet i Eksempel (1) - et pulver som er overlegent i forhold til det som er anvendt for å danne filmen representert på fig. 1. Fig. 3 viser profilometerresultatene for en herdet film på 3 0 um dannet av det "standard" sammenligningspulver som er beskrevet i Eksempel (1). Fig. 4 viser profilometerresultatene for en herdet film på 30 um, dannet, i overensstemmelse med oppfinnelsen, fra "standard"-pulveret ifølge Eksempel (1) etter størrelses-reduksjon og innarbeidelse av en tilsetningsstoffblanding i overensstemmelse med oppfinnelsen. Fig. 5 viser profilometerresultatene for en herdet film på 20 [ im dannet av det "standard" sammenligningspulver som er beskrevet i Eksempel (2). Fig. 6 viser profilometerresultatene for en herdet film på 20 um dannet, i overensstemmelse med oppfinnelsen, fra "standard"-pulveret ifølge Eksempel (2) etter størrelsesreduk-sjon og innarbeidelse av en tilsetningsstoffblanding i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Fg. 7 viser profilometerresultatene for en herdet film på 3 5 um dannet av pulverblandingen i overensstemmelse med oppfinnelsen beskrevet i Eksempel (6).

Fig. 8, 9 og 10 av de ledsagende tegninger er grafiske presentasjoner av data rapportert i de senere Eksperimenter I og III.

Under henvisning til Figurene 1 til 7 tilkjennegir den grafiske presentasjon "appelsinhudeffekten" på overflaten. Jo større amplituden er og jo kortere bølgelengden til serien av topper er, desto mer fremtredende er appelsinhudeffekten.

Filmen representert på Figur 1 har et meget dårlig estetisk utseende.

I merkbar motsetning kan det ses for eksempel at

Figur 6, som viser et eksempel på utmerket flyt og utjevning, har nesten intet avvik fra senterlinjen, hvilket tilkjennegir nesten fullstendige fravær av appelsinhudeffekt. Dataene for amplituden for appelsinhudef fekten kan omvandles til en rot-middelkvadratverdiparameter for ruhet som er uttrykt i um og er den såkalte Rq-verdi (her referert til som ruhetskvotienten). Den verste flyt (Figur 1) har en ruhetskvotient på 1,89 um og den beste flyt (Figur 6) 0,086 um. Det kan ses fra dette at jo lavere ruhetskvotienten er, desto bedre er flyten. I hver figur viser den vertikale akse overflateprofilen i um. Skalaen for den horisontale akse er i millimeter.

Aluminiumoksidet anvendt i eksemplene var "Aluminium Oxide C" fra Degussa med midlere partikkelstørrelse <0,2 um. Det anvendte aluminiumhydroksid var "Martinal 0L107" fra Crox-ton & Garry med midlere partikkelstørrelse på 0,9-1,3 um, og det anvendte aluminiumsilikat var aluminiumsilikat P82 0 fra Degussa med midlere primærpartikkelstørrelse på <0,1 um.

Tørrblandingstilsetningsstoffblanding 1

Tørrblandingstilsetningsstof f ene ble fylt i en høy-sk jærkraftblander av typen Moulinex og ble blandet i 60 sekunder og beholdt for fremtidig bruk.

Tpirrh landingstilRetningsstof f blanding 2

Tørrblandingstilsetningsstoffene ble fylt i en høy-sk jærkraf tblander av typen Moulinex og blandet i 60 sekunder og beholdt for fremtidig bruk.

Tørrblandingst ilsetningsstoffblanding 3

Eksempel Lll

Hvit hybridpulverbelegningsblanding

Bestanddelene ble blandet i et blandeapparat og innmatet i en dobbeltskrueekstruder som arbeidet ved en temperatur på 108°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med den følgende partikkelstørrel-sesfordeling:

Fluiditetsindeksen for det ovenstående "standard"-pulver ble målt under anvendelse av et flytmåleapparat av typen "SAMES AS 100" og viste seg å være 3 9,3.

En del av den hvite hybridpulverbelegningsblanding ble deretter elektrostatisk sprøytepåført på stålpaneler og ga herdede filmer på henholdsvis 55 (im og 3 0 um (ovnsbetingelser på 15 minutter ved 18 0 °C ble anvendt for å herde begge paneler). Begge paneler hadde 88% glans 60° topp. Flyten og utjevningen av filmene ble vurdert under anvendelse av et laserprofHorneter. Dette ga ruhetskvotienter på 0,55 jam for filmen på 55 um og 0,83 um for filmen på 30 um. Dette er også vist grafisk på henholdsvis Figurene 2 og 3 .

Hvert av disse belegg dannet av "standard" pulver (som hadde en geltid på 80 sekunder ved 200°C ) hadde en Gardener slagmotstandsdyktighet på 10 Joule (frem- og tilbake-slag) og en Erichsen-fordypning på 5,0 mm.

En annen del av den hvite hybridpulverbelegningsblanding ble deretter ytterligere størrelsesredusert under anvendelse av en Alpine strålemølle (400 AFG). Sorteringshastigheten på strålemøllen ble regulert inntil partikkelstørrelsen var slik at den produserte maksimumspartikkelstørrelse var nominelt 3 5 um. Partikkelstørrelsesfordelingen for det resulterende pulver var som følger:

Den størrelsesreduserte pulverbelegningsblanding ble deretter blandet med en 0,8 vekt% tilsetning av tørrblandings-tilsetningsstof fblanding 2. Den samlede blanding som innbefat-tet tilsetningsstoffet ble sprøytepåført på et stålpanel og ga en film på 30 um. Flyten og utjevningen for denne film ble bestemt, og dens ruhetskvotient viste seg å være 0,31 um (Figur 4).

Den samme blanding ble deretter sprøytepåført på aluminiumsubstrat under de samme betingelser som ovenfor og ga en film på 80-85 um med ingen synlige defekter som et resultat av den høye filmoppbygning. Flyten og utjevningen for denne film ble bestemt, og dens Rq-verdi viste seg å være 0,17 um.

Geltiden for pulveret og filmens fysikalske og mekaniske egenskaper var de samme som for standardpulverbelegget ovenfor.

Ved et annet eksperiment ble en prøve på det rå stør-relsesreduserte pulver blandet via en lavskjærkraftsteknikk med 0,75% tørrblandingstilsetningsstoffblanding 3. Den samlede blanding som inneholdt tilsetningsstoffet, ble deretter sprøytepåført på et stålpanel til en 3 0 um film. Rq-verdien for den deretter herdede film viste seg å være 0,32 jam. Dette er et lignende resultat uttrykt ved estetisk utseende som det som ble oppnådd ved anvendelse av tørrblandingstilsetnings-stof fblanding 2.

Ved et ytterligere eksperiment ble den hvite hybridpulverbelegningsblanding fremstilt som beskrevet ovenfor, bortsett fra at i dette tilfelle var slagmøllen forsynt med en dobbelsyklonoppsamlingsinnretning. Med denne anordning blir pulvere med finere partikkelstørrelse som normalt vil kunne forventes å unnslippe fra primærsyklonen, oppsamlet i sekundærsyklonen. Slagmøllen ("Hosokawa ACM30") ble derfor stilt inn for fremstilling av den minste partikkelstørrelse (sor-tererhastighet 2700 r/min og luftstrøm 26 m<3>/min.). De fine pulverpartikler ble oppsamlet i sekundærsyklonen og hadde følgende partikkelstørrelsesfordeling:

Fluiditetsindeksen til det resulterende fine pulver (som ikke inneholdt tilsetningsstoffene) ble målt under anvendelse av et "AS 100 Flowmeter" og viste seg å være bare 2,1 sammenlignet med 39,3 for pulveret med "standard"-størr-else .

Dette fine pulver ble blandet med en tilsetning på 1.0 vekt% av tørrblandingstilsetningsblandingen 2. Fluiditetsindeksen til den resulterende pulverbelegningsblanding i overensstemmelse med oppfinnelsen (målt under anvendelse av et "SAMES AS 100 Flowmeter") var 109 til sammenligning med bare 2.1 for det størrelsesreduserte pulver som ikke inneholdt tilsetningsstoffene. Den samlede blanding inneholdende tilsetningsstoffet ble deretter sprøytepåført på et stålpanel under dannelse av en film på 3 0 jam. Filmens flyt og utjevning ble bestemt, og dens ruhetskvotient viste seg å være 0,17 jam. Igjen holdt pulverets geltid og filmens mekaniske egenskaper seg som for standardpulverbelegget.

EKSF. MPFT, 0 .

Tynn filmprimerblanding

Bestanddelene ble tørrblandet og innmatet i en eks-truderblander som arbeidet ved en temperatur på 90°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et "standard" pulver med en partikkelstørrelsesfordeling som føl-ger :

Denne primerpulverblanding ble elektrostatisk sprøytepåf ørt på et aluminiumpanel under dannelse av en film med en tykkelse på 20 jam. (Herding ved 14 0°C i 15 minutter) . Filmens flyt og utjevning ble undersøkt ved hjelp av laserprofilometri, og dens ruhetskvotient ble bestemt til 1,31 um (Figur 5).

Primerpulveret ble deretter ytterligere størrelses-redusert under anvendelse av en luftstråleslagmølle. Det resulterende pulvers partikkelstørrelsefordeling var:

Det fine pulver ble deretter blandet med 1,1% tørr-blandingstilsetningsblanding 1 og sprøytepåført på et aluminiumpanel under dannelse av en film med en tykkelse på 20 um (herding ved et 14 0°C). Filmen ble undersøkt ved hjelp av laserprofilometri og dens ruhetskvotient bestemt til 0,09 um (Figur 6).

De belagte paneler oppnådd i Eksempel (2) ble deretter sammenlignet i en serie av ytelsestester.

FAWORRT. ANDINGSEKSF.MPT.ER

Pulverbelegningsblandingene med basisfarge ble fremstilt som individuelle blandinger i overensstemmelse med de følgende oppskrifter.

POLYESTER/ EPOKSYHYBRID

Hvit hybridpulverbase

Bestanddelene ble tørrblandet i et blandeapparat og innmatet i en dobbeltskrueekstruder som arbeidet ved en temperatur på 108°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med en partikkelstørrelse på 100%

< 180 um.

Dette pulver ble deretter ytterligere størrelses-redusert i en luftstrålemølle ("Alpine 400 AFG") for fremstilling av et pulver med den følgende partikkelstørrelsesfordel-ing :

< 180 um.

Dette pulver ble deretter ytterligere størrelsesre-dusert i en luftstrålemølle ("Alpine 400 AFG") for fremstilling av et pulver med den følgende partikkelstørrelsesfordel-ing:

Rød hybridpulverbase

Bestanddelene ble tørrblandet i et blandeapparat og innmatet i en dobbelskrueekstruder som arbeidet ved en temperatur på 103°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med en partikkelstørrelse på 100%

< 18 0 (am.

Dette pulver ble deretter ytterligere størrelses-redusert i en luftstrålemølle ("Alpine 400 AFG") for fremstilling av et pulver med den følgende partikkelstørrelsesfordel-ing:

EKSEMPEL 3

Lyseblå pulverbelegningsblanding A ( sammenligning)

Pulverbasene ble fylt i et høyskjærkraftblandeapparat av typen Moulinex og blandet i 10 sekunder for å gi en blanding med en fluiditetsindeks [SAMES AS 100 Flowmeter] på 0. Pulverblandingen ble deretter sprøytet ved -3 0kV og -70kV på-føringsspenning ("Ransberg Gema PG1" pistol) på to separate aluminiumpaneler. Pulverpåsprøyting var spesielt vanskelig på grunn av den fine partikkelstørrelse til pulverbelegningsblandingene, hvilket ga opphav til vesentlig blokkering og svingning av pulver i sprøytepistolen.

De belagte paneler ble ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter. De to paneler ble deretter analysert for fargeforskjell under anvendelse av et "Macbeth MS 2 020" spektrofotometer og en ICS-fargedatamaskin.

Fargeforskjellen mellom de to paneler viste seg å være A E (D65 lys) = 6,7.

Lyseblå pulverbelegningsblanding B

( I overensstemmelse med oppfinnelsen)

Pulverbasene og tørrblandingstilsetningsstoffet i

overensstemmelse med oppfinnelsen ble fylt i et høyskjærkraft-blandeapparat av typen Moulinex og blandet i 10 sekunder. Den resulterende pulverblanding (som hadde en fluiditetsindeks på 51 i overensstemmelse med "SAMES AS 100 Flowmeter") ble deretter ved -30kV og -70 kV påføringsspenning ("Ransberg Gema PG1" pistol) sprøytet på to separate aluminiumpaneler. Ved denne anledning kunne pulveret fritt påsprøytes.

De belagte paneler ble ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter. De to paneler ble deretter analysert for fargeforskjell under anvendelse av et "Macbeth MS 2020" spektrofotometer og en ICS-fargedatamaskin.

Fargeforskjellene mellom de to paneler viste seg å være A E (D65 lys) = 0,3.

EKSEMPEL 4

Fiolett pulverblanding A (sammenligning)

Pulverbasene ble fylt i et blandeapparat (lav skjær-kraf t) av typen "Kenwood chef" og blandet i.15 minutter. Pulverblandingen ble deretter ved -3 0 kV og -70 kV påføringsspen-ning ("Ransberg Gema 701-6" pistol) sprøytet på to separate stålpaneler. Pulversprøyting var spesielt vanskelig på grunn av den fine partikkelstørrelse til pulverbelegningsblandingene, hvilket ga opphav til vesentlig blokkering og svingning av pulver i sprøytepistolen.

De belagte paneler ble ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter for å gi herdede filmer med en f ilmtykkelse på 3 0 um. De to paneler ble deretter analysert for fargeforskjell under anvendelse av et "Macbeth MS 2020" spektrofotometer og en ICS-fargedatamaskin.

Fargeforskjellen mellom de to paneler viste seg å være A E (D65 lys) = 3,35.

Fiolett pul verblanding B ( ifølge oppfinnelsen)

Pulverbasene og tørrblandingstilsetningsstoffet i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse ble fylt i et blandeapparat av typen "Kenwood chef" og blandet i 15 minutter. Det resulterende pulver ble deretter ved -30 kV og -70 kV påføringsspenning ("Ransberg Gema 701-6" pistol) sprøytet på to separate stålpaneler. Ved denne anledning kunne pulveret sprøytes fritt.

Fargeforskjellen mellom de to paneler viste seg å være A E (D65 lys) = 0,5.

EKSEMPEL 5

Rød pulverblanding (ifølge oppfinnelsen)

Pulverbasene og tørrblandingstilsetningsstoffet i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse ble fylt i et blandeapparat av typen "Kenwood chef" og blandet i 15 minutter. Pulverblandingen ble deretter ved -70kV påførings-spenning ("Ransberg Gema 701-6" pistol) sprøytet på et aluminiumpanel. Ved denne anledning kunne pulveret sprøytes fritt.

Det belagte panel ble ovnsbehandlet ved 2 00°C i 15 minutter for å gi en herdet film med en filmtykkelse på 12-15 um og utmerket flyt og utjevning. Filmens overflateprofil ble målt under anvendelse av et laserprofHorneter (produsert av UBM). Dette ga en ruhetskvotient på 0,182 um.

POI . VESTER- HYDROKSYAT. KYLAMID

Blå pulverbase

Bestanddelene ble tørrblandet og innmatet i et eks-truderblandeapparat som arbeidet ved en temperatur på 100°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med en partikkelstørrelse på 100% < 180 um.

Dette pulver ble deretter ytterligere størrelsesredu-sert i en luftstrålemølle for fremstilling av en pulverprøve hvis partikkelstørrelsesfordeling basert på volum var som føl-ger: Jrn-drad pulverbase

Bestanddelene ble tørrblandet og innmatet i et eks-truderblandeapparat som arbeidet ved en temperatur på 14 0 °C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med en partikkelstørrelse på 100% < 180 um.

Dette pulver ble deretter ytterligere størrelsesredu-sert i en luftstrålemølle for fremstilling av en pulverprøve hvis partikkelstørrelsesfordeling basert på volum var som føl-ger : Hvit pulverbase

Bestanddelene ble tørrblandet og innmatet i et eks-truderblandeapparat som arbeidet ved en temperatur på 14 0°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med en partikkelstørrelse på 100% < 180 um.

Dette pulver ble deretter ytterligere størrelsesredu-sert i en luftstrålemølle for fremstilling av en pulverprøve hvis partikkelstørrelsesfordeling basert på volum var som føl-ger :

Fluiditetsindeksen for hver av de blå, jordrøde og hvite pulverbaser [fine pulvere, ingen tilsetningsstoffer i overensstemmelse med oppfinnelsen] var 0 som målt under anvendelse av "SAMES AS 100 Flowmeter".

EKSEMPEL 6

Kaméblå pulverblanding ( ifølge oppfinnelsen)

Pulverbasene ble fylt i et blandeapparat av typen "Kenwood chef" og blandet i 15 minutter. Tørrblandingstilset-ningsstoffet i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse ble deretter tilsatt og blandet inn ved lav hastighet. Pulverblandingen som inneholdt tilsetningsstoffet (som hadde en fluiditetsindeks på 84 i henhold til "SAMES AS 100 Flowmeter") ble deretter elektrostatisk sprøytet på et aluminiumpanel for å gi en filmtykkelse på 3 5 um. Belegget ble herdet ved 200°C i 10 minutter. Den resulterende film hadde en homogen blå farge som viste høy glans (90% på et 60° hode) med utmerket flyt. Ruhetskvotienten for denne film var 0,124 um og er vist grafisk på Fig. 7.

EKSEMPEL 7

Kremfarget triboladningshybridpulver-

be]egni ngsblanding med lav glans

Oppskrift

Bestanddelene ble tørrblandet i et blandeapparat og matet inn i en dobbeltskrueekstruder ved 108°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle og siktet for, for sammenlignings skyld, å produsere et pulver med en partikkelstørrelsesfordel-ing på 100% <106 um.

En del av den resulterende kremfargede hybridblanding ble deretter tribostatisk sprøytepåført på aluminiumpaneler under av anvendelse av en "Nordson ICAB" pistol og ovnsbehandlet ved 180°C i 15 minutter. De herdede filmer hadde en filmtykkelse på 50-60 um med et glansnivå på 26-28% (ved 60°) .

En annen del av den kremfargede hybridblanding ble

deretter ytterligere størrelsesredusert under anvendelse av en "Alpine" strålemølle (100 AFG). Sortererhastigheten på stråle-møllen ble regulert inntil partikkelstørrelsen var slik at den produserte maksimumspartikkelstørrelse nominelt var 3 5 um.

Partikkelstørrelsesfordelingen til det resulterende pulver var som følger:

Belegningsblandingen med størrelsesredusert pulver ble deretter blandet under anvendelse av en lavskjærkraftteknikk med en 1,0 vekt% tilsetning av tørrblandingstilsetnings-stof fblanding 2. Den samlede blanding som inneholdt tilsetningsstoffet i overensstemmelsen med oppfinnelsen, ble deretter sprøytepåført på et aluminiumpanel under anvendelse av den samme "Nordson ICAB" tribopistol som tidligere for å gi en 3 0 um film.

Flyten og utjevningen for de to filmer ble bestemt under anvendelse av et laserprofHorneter. Ruhetskvotienten til et slikt system ses å være en kombinasjon av to typer av over-flateruhet - for det første fra den generelle flyt og utjevning av et pulverbelegg og for det annet fra den tilsiktede oppbrytning av overflaten beregnet å gi et matt utseende. På grunn av at arten av de to typer av overflateroppruing var sterkt forskjellig var det imidlertid mulig ved hjelp av datamaskinprogrammet som styrte profilometeret å skille mellom effektene. Resultatene var som følger:

Rq-verdien for filmen som ble dannet av standard (sammenlignings)-pulveret, viser at appelsinskalletfeten er mer fremherskende enn den for Figur 2, men ikke like over-drevet som den vist på Figur 1. Imidlertid har Rq-verdien for det størrelsesreduserte pulver ved 3 0 um et utseende som generelt ligner på det som er presentert på Figur 4.

Deretter ble triboladningen (C/M-forhold) for stan-dardpulverne og de størrelsesreduserte pulvere bestemt ved å kople utladningspunktet på pistolen til jord via en ladnings-måler mens avgivelsen av pulveret via pistolen ble målt i gram pr. minutt. Resultatene var som følger:

EKSRMPRL 8

FulIglanssystem med høy flyt

Oppskrift

Bestanddelene ble tørrblandet og innmatet i et enkeltskrueekstruderblandeapparat som arbeidet ved en temperatur på 13 0°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et grovt pulver med en partikkelstørrelsesfordel-ing som følger:

Dette pulver ble deretter ytterligere størrelsesre-dusert i en luf tstrålemølle ("Alpine 100 AFG") for fremstilling av et pulver med den følgende partikkelstørrelsesfordel-ing:

; Det fine pulver ble deretter tørrblandet under anvendelse av en lavskjærkraftteknikk med 1,0% av tørrblandingstil-setningsstof f blandingen 2, og den resulterende blanding i overensstemmelse med oppfinnelsen ble sprøytepåført under

anvendelse av en "Gema-Volstatic MPS 1-L" elektrostatisk pistol på aluminiumplater for å gi en film med en tykkelse på 50-60um (herding: 15 minutter ved 200°C) . Filmen ble undersøkt med laserprofHorneter og viste seg å ha den følgende verdi:

Deretter ble en del av det strålemøllemalte råpulver blandet med lav skjærkraft med 1% av tørrblandingstilsetnings-stof fblanding 3, og den resulterende blanding i overensstemmelse med oppfinnelsen ble sprøytepåført på identisk måte som den ovenstående prøve for å gi en herdet film på 50-60 um. Den herdede films flyt og utjevning ble bestemt under anvendelse av laserprofilometri og viste seg å ha den følgende verdi: Rq = 0,25

EKSEMPEL 9

Ultratynn film

Bestanddelene ble tørrblandet i et blandeapparat og innmatet i en dobbeltskrueekstruder ved 110°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med en par-tikkelstørrelsesf ordeling på 100% < 200 um.

Pulveret ble deretter ytterligere størrelsesredusert under anvendelse av en "Alpine" strålemølle (10 0 AFG) . Sortererhastigheten ble regulert slik at den produserte maksi-mumspartikkelstørrelse nominelt var 100% < 15 um. Partikkel-størrelsen til det resulterende pulver var som følger:

Dette størrelsesreduserte pulver ble deretter blandet under anvendelse av en lavskjærkraftteknikk med en 1,0 vekt% tilsetning av tørrblandingstilsetningsstoffblanding 2. Den resulterende samlede blanding i overensstemmelse med oppfinnelsen ble deretter under anvendelse av en "Gema-Volstatic MPS l-L" elektrostatisk pistol sprøytepåført på aluminiumpaneler for å gi en film med tykkelse på 4-6 um med jevnt utseende (herding: 15 minutter, 180°C) . De belagte paneler ble deretter neddykket i 4 5 sekunder i en surgjort kobber (II) - sulfatopp-løsning for å teste filmens koherens. Ingen reaksjon ble fun-net å forekomme mellom den surgjorte kobbersulfatoppløsning og den belagte del av panelet, hvilket indikerte at filmen var koherent, uten nålehull eller en porøsitetsgrad som ville ha gjort det mulig for det surgjorte kobbersulfat å angripe substratet

TESTING AV TILSETNINGSSTOFFER

De følgende Eksperimenter I, II og V til VII illustrerer vurderingen av individuelle materialer for anvendelse som tilsetningsstoffer, og eksperimentene III, IV, VIII og IX illustrerer anvendelsen av forskjellige tilsetningsstoff kombinasjoner .

Ved Eksperimentene I til IV ble fargeanalyse ikke utført på ovnsbehandlede filmer. Isteden ble fargeanalysen utført på uherdet pulver som var blitt koronasprøytet på aluminiumpaneler (7 cm x 5 cm). Panelene ble sprøytet inntil fullstendig dekning av substratet ble oppnådd, og deretter ble en mikroskopglassplate plassert over prøven for å beskytte pulveret. Fargeanalyse ble utført ved å presentere glassplaten med flaten opp for en spektrofotometerinspeksjonsåpning. I alle tilfeller ble standardprøven tatt som den som var blitt påsprøytet ved -70kV, og fargeanalysen identifiserte fargen til prøven påført ved -3 0kV sammenlignet med -70kV prøven.

Ytterligere analyser ble foretatt ved å undersøke belagte paneler ved å slå av den påtrykkede spenning og ved å sprøyte pulverblandingene separat på aluminiumpaneler ved et potensial på henholdsvis +20kV og -20kV. Hvert aluminiumpanel

(7 cm x 5 cm) ble tilkoblet til en DC-tilførselsenhet av typen "Brandenburg Alpha III".

Ved Eksperimentene V til IX ble fargeanalysen utført på ovnsbehandlede filmer som beskrevet.

Metodene illustrert med Eksperimentene I til IX antas å være av generell gyldighet for vurdering av materialer for anvendelse som tilsetningsstoffer og for vurderingen av kombinasjoner av tilsetningsmidler.

Det vil forstås at detaljer angående metodene (sub-stratpaneler, påtrykkede spenninger, blandetider etc.) kan varieres i forhold til dem som er spesifikt beskrevet uten å avvike fra de underliggende prinsipper. I praksis vil det ved bedømmelse av nytten av tilsetningsmaterialer normal være tilstrekkelig å utføre bare -70kV/-30kV sammenligningen, og den ytterligere sammenligning ved null påtrykket spenning og ±2 0 kV substrater vil ikke være nødvendig.

Oppskriften anvendt for Eksperimentene I til IX var som følger:

Bestanddelene ble tørrblandet og innmatet i en enkeltskrueekstruder ("Buss co-kneader PR46") som arbeidet ved en temperatur på 14 0°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med en partikkelstørrelse på 100% < 180 um.

Dette pulver ble deretter ytterligere størrelsesredu-sert i en luftstrålemølle ("Alphine 400 AFG") for fremstilling av en pulverprøve hvis partikkelstørrelsesfordeling basert på volum var som følger:

100% < 11 um 68% < 5 jam D(v) 50 4 , 3 |am RI å polyesterpulverbase

Bestanddelene ble tørrblandet og innmatet i en enkeltskrueekstruder ("Buss co-kneader PR46") som arbeidet ved en temperatur på 14 0°C. Ekstrudatet ble malt i en slagmølle for fremstilling av et pulver med en partikkelstørrelse på 100% < 180 um. Dette pulver ble deretter ytterligere størrel-sesredusert i en luftstrålemølle ("Alphine 400 AFG") for fremstilling av en pulverprøve hvis partikkelstørrelsesfordeling basert på volum var som følger:

Eksperiment _X

5 0 deler av det røde polyesterpulver ble blandet med 50 deler av det blå polyesterpulver og blandet i 10 sekunder i et Moulinex-blandeapparat. Den blandede blanding ble ved -30 kV og -70kV påtrykket spenning sprøytet elektrostatisk på alu-minuimpaneler. Elektrostatisk sprøyting var meget vanskelig på grunn av svingning og blokkering i pistolen. Fargeforskjellen mellom de to paneler var A E (D65) = 5,01. A A (D65) var 3,52 (rødere).

Den samme pulverblanding ble også ved henholdsvis +20 kV og -20kV sprøytet på individuelle aluminiumpanelelektroder, og fargeforskjellen mellom panelene var A E (65) = 13,15. A A (D65) var 7,69 (rødere).

For å bedømme virkningen av aluminiumoksid som et tilsetningsstoff ble en blandet blanding av pulverene laget som tidligere, og individuelle prøver ble blandet med forskjellige mengder av aluminiumoksid C. Hver prøve ble sprøytet ved -3 0kV og -70kV påtrykket spenning. Prøvene ble også sprøytet uten påtrykket spenning på aluminiumpanelelektroder ved ± 2 0kV. Fargeanalysene for de resulterende belegg er angitt i Tabell 1 nedenfor:

Elektrodepanelene viser den positive og negative art av komponentene i pulverblandingen idet ladningene ble utvik-let ved spontantriboladning av komponentene. I fravær av aluminiumoksidtilsetningsstoffet blir den blå polyester avsatt på den negative elektrode, hvilket indikerer at denne selv har tatt opp en positiv ladning ved triboreaksjon med den røde polyester. Den røde polyester blir på sin side avsatt på den positive elektrode, hvilket indikerer at den har fått en negativ triboladning. Denne oppførsel gir seg også til kjenne ved sprøyteundersøkelsen ved variabel spenning som viste at i fravær av tilsetningsstoffet ble det negativt triboladede (røde) pulver preferensielt avsatt ved -30kV.

Fargeanalysene av pulverne oppsamlet på de positive og negative elektroder ved økende mengder av aluminiumoksidtilsetningsstoffet (Tabell 1) indikerer at tilsetningsstoffet har evnen til å endre den relative triboladning for de blå og røde polyestre slik at ved mengder av aluminiumoksid på 0,1% vekt/vekt og over tar den blå polyester nå opp en negativ ladning og blir preferensielt avsatt på den positive elektrode. Denne endring i oppførsel gir seg også til kjenne ved sprøyte-påføringen ved variabel spenning hvor den blå polyester nå blir preferensielt avsatt ved -3 0kV.

Dataene fra Tabell 1 er presentert på Figur 8 hvor fargeforskjellen (A E) mellom panelene er vist grafisk mot aluminiumoksidkonsentrasjonen. Av bekvemmelighetsgrunner er den røde fargeforskjell vist som en positiv verdi og den blå fargeforskjell som en negativ verdi rundt et nullpunkt som representerer ingen fargeforskjell mellom panelene. Det kan ses fra diagrammet at med en kritisk mellomkonsentrasjon av aluminiumoksidtilsetningsstoff på mellom 0,05% og 0,1% blir reverseringen av triboladningspolaritet delvis fullstendig med det resultat at like antall av røde og blå polyesterpulverpartikler har positiv og negativ ladning og at elektrostatisk segregering blir minimert. (Som vist ved en A E på 0 eller ikke mer enn +0,5). Det synes imidlertid som om denne spesielle konsentrasjon av aluminiumoksid er både meget liten (<0,1%) - og derfor utilstrekkelig til å utvikle tilfredsstillende pulverfluiditet - og sterkt konsentrasjonsavhengig (dvs. det finnes liten eller ingen toleranse for tilpasningsbeting-elsene overfor små variasjoner i aluminiumoksidinnhold).

Eksperiment II

50 deler av det røde polyesterpulver ble innarbeidet med 50 deler av det blå polyesterpulver, og flere tilsetningsstoffer ble innarbeidet individuelt i varierende konsentrasjoner. Hver prøve ble blandet i 10 sekunder i et Moulinex-blandeapparat. På samme måte som ved Eksperiment I ble prøvene deretter ved -30kV og -70kV påtrykket spenning elektrostatisk sprøytet individuelt på aluminiumpaneler og også ved OkV påtrykket spenning på paneler ved ±2OkV. Fargeanalysen av det resulterende belegg er angitt i Tabell 2 nedenfor.

Resultatene viser at hvert tilsetningsstoff oppviser en bestemt tilbøyelighet til å oppheve segregering etterhvert som konsentrasjonen av tilsetningsstoffer øker.

Eksperiment III

50 deler av det røde polyesterpulver ble blandet med 50 deler av det blå polyesterpulver. Til denne blanding ble 0,8% vekt/vekt aluminiumhydroksid tilsatt, og aluminiumoksid ble tilsatt slik at en serie med prøver ble produsert med konsentrasjon på 0,2%, 0,3%, 0,4% og 0,6% aluminiumoksid (vekt/vekt). Hver prøve ble elektrostatisk sprøytet ved -30kV og -70kV og også sprøytet ved OkV på positive og negative elektroder (± 20kV). Fargeanalysen av de resulterende belegg er angitt i Tabell 3.

Dataene fra Tabell 3 er presentert på Figur 9 hvor fargeforskjellen (a E) mellom panelene er vist grafisk mot aluminiumoksidkonsentrasjon. Av bekvemmelighetsgrunner er den røde fargeforskjell vist som en positiv verdi og den blå fargeforskjell som en negativ verdi rundt et nullpunkt som representerer ingen fargeforskjell mellom panelene.

Det kan ses fra Figur 9 at når den sammenlignes med anvendelse av aluminiumoksid alene (Eksperiment I), vil til-setningen av 0,8% (vekt/vekt) aluminiumhydroksid

a) øke mengden av aluminiumoksid som må tilsettes for tilpasningsbetingelsen (dvs. til mellom 0,2% og 0,3%

vekt/vekt) og

b) moderere segregeringseffekter over det fulle konsen-trasjonsområde for aluminiumoksid.

Disse effekter er klart demonstrert på Figur 10 som sammenligner resultatene fra Eksperiment I og Eksperiment III for prøvene sprøytet elektrostatisk ved -30kV og -70kV.

For å oppnå den fulle fordel ved anvendelsen av kombinasjoner av tilsetningsstoffer i overensstemmelse med oppfinnelsen anses det derfor at én eller begge komponenter må redusere en pulverblandings tilbøyelighet til å segregere på den måte som er forklart ovenfor og at den annen komponent må minske tilpasningsbetingelsens avhengighet av variasjoner i tilsetningsstoffkonsentrasjon.

Eksperiment IV

50 deler av det røde polyesterpulver ble tilsatt til 50 deler av det blå polyesterpulver, og forskjellige tilsetningsstoffer og tilsetningsstoffkombinasjoner ble innarbeidet som vist i Tabell 4 nedenfor. Hver prøve ble blandet i et Moulinex-blandeapparat og sprøytet som beskrevet for Eksperimentene I til III. Fargeanalysen av de resulterende belegg er angitt i Tabell 4.

Det vil ses at hver av de testede tilsetningsstoffkombinasjoner oppviste de generelle kjennetegn som er skissert i omtalen av Eksperiment III ovenfor.

Eksperiment V

50 deler rød epoksypolyester ble blandet med 50 deler hvit epoksypolyester og blandet i 10 sekunder i et Moulinex-blandeappparat. Den blandede blanding ble ved -30kV og -70kV påtrykket spenning sprøytet elektrostatisk på aluminiumpaneler .

Panelene ble deretter ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter. Elektrostatisk sprøyting var meget vanskelig på grunn av svingning og blokkering i pistolen. Fargeforskjellen mellom de to paneler var a E (D65) = 4,55 og kromaforskjellen a C (D65) = 3,66 (rødere).

Den samme pulverblanding ble også sprøytet på individuelle aluminiumpanelelektroder ved henholdsvis +20kV og

-20kV, og fargeforskjellen mellom panelene var a E (D65)

= 18,19 og kromaforskjellen a C (D65) = 12,89 (rødere).

For å vurdere virkningen av aluminiumoksid som et tilsetningsstoff ble en blandet blanding av pulverne fremstilt som tidligere, og individuelle prøver ble blandet med to forskjellige konsentrasjoner av aluminiumokdid C. Hver prøve ble sprøytet ved -30kV og -70kV påtrykkede spenninger. Prøvene ble også uten påtrykket spenning sprøytet på individuelle aluminiumpanelelektroder ved henholdsvis +20kV og -20kV. Fargeanalysene av de resulterende belegg er angitt i Tabell 5 nedenfor.

Elektrodepanelene viser den positive og negative art av komponentene i pulverblandingen. I fravær av aluminiumok-sidtilsetningstoffet blir den hvite epoksypolyester avsatt på den negative elektrode, hvilket indikerer at denne selv har tatt opp en positiv ladning ved triboreaksjon med den røde epoksypolyester. Den røde epoksypolyester blir på sin side avsatt på den positive elektrode, hvilket indikerer at denne har fått en negativ triboladning. Denne oppførsel gir seg også til kjenne ved undersøkelsen av sprøyting ved variabel spenning, hvilken viste at i fravær av tilsetningsstoffet ble det negative triboladede (røde) pulver preferensielt avsatt ved

-30kV.

Fargeanalysen av pulverne oppsamlet på de positive og negative elektrodene ved økende forholdsmengder av aluminiumoksidtilsetningsstoffet (Tabell 5) indikerer at tilsetningsstoffet har evnen til å endre den relative triboladning for de hvite og røde epoksypolyestere slik at ved forholdsmengder av aluminiumoksid på 0,05% vekt/vekt og derover inntar nå den hvite epoksypolyester en negativ ladning og blir preferensielt avsatt på den positive elektrode. Denne endring i oppførsel gir seg også til kjenne ved sprøytepåføring ved variabel spenning hvor den hvite epoksypolyester nå preferensielt blir avsatt ved -3OkV.

Eksperiment VI

50 deler av det røde epoksypolyesterpulver ble innarbeidet sammen med 50 deler av det hvite epoksypolyesterpulver, og flere tilsetningsstoffer ble innarbeidet individuelt i forskjellige konsentrasjoner. Hver prøve ble blandet i 10 sekunder i et Moulinex-blandeapparat. På samme måte som ved Eksperiment V ble prøvene deretter ved -3OkV og -7OkV påtrykket spenning elektrostatisk sprøytet på aluminiumpaneler og også ved OkV påtrykket spenning på paneler ved ± 2OkV. Alle paneler ble ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter. Fargeanalysen av de resulterende belegg er angitt i Tabell 6 nedenfor.

Resultatene viser at hvert tilsetningsstoff oppviser en bestemt tilbøyelighet mot opphevelse av segregering ved den gitte konsentrasjon eller etterhvert som konsentrasjonen øker.

Eksperiment VII

For ytterligere å eksemplifisere virkningen av aluminiumoksid på den elektrostatiske sprøyteoppførsel til pulvere i blandinger ble 50 deler av en rød polyester blandet med 50 deler blå polyester og blandet i 10 sekunder i et Moulinex-blandeapparat. Den blandede blanding ble ved påtrykkede spenninger på -30kV og -70kV sprøytet elektrostatisk på aluminiumpaneler. Panelene ble ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter. Fargeforskjellen mellom de to paneler var a E (D65) = 2,69 og a A (D65) = 0,71 (rødere).

Den samme pulverblanding ble også ved henholdsvis +20kV og -20kV sprøytet på individuelle aluminiumpanelelektroder, og fargeforskjellen mellom panelene var a E (D65) = 8,3 og a A (D65) = 6,3 (rødere).

For å vise virkningen av aluminiumoksid som et tilsetningsstoff ble en blandet blanding av pulverne fremstilt som tidligere, og individuelle prøver ble blandet med varierende mengder av aluminiumoksid C. Hver prøve ble sprøytet ved

-30 kV og -70 kV påtrykket spenning. Prøvene ble deretter ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter. Prøvene ble også ved ingen påtrykket spenning sprøytet på aluminiumpanelelektroder ved ± 20kV. Elektrodene ble ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter. Fargeanalysen av de resulterende belegg er angitt i Tabell 7.

Elektrodepanelene viser den positive og negative art av komponentene i pulverblandingen. I fravær av aluminiumoksidtilsetningsstoffet blir den blå polyester avsatt på den negative elektrode, hvilket indikerer at denne har selv tatt opp en positiv ladning ved triboreaksjon med den røde polyester. Den røde polyester blir på sin side avsatt på den positive elektrode, hvilket indikerer at den har fått en negativ triboladning. Denne oppførsel blir også tilkjennegitt ved sprøyteundersøkelsen med variabel spenning som viste at i fravær av tilsetningsstoffet ble det negative triboladede (røde) pulver preferensielt avsatt ved -30kV.

Fargeanalysene av pulverne oppsamlet på de +IVE og -IVE elektroder ved økende forholdsmengder av aluminiumoksidtilsetningsstoffet (Tabell 7), indikerer at tilsetningsstoffet har evnen til å endre den relative triboladning av de blå og røde polyestere slik at ved forholdsmengder av aluminiumoksid på 0,1% vekt/vekt og derover tar den blå polyester nå imot en negativ ladning og blir preferensielt avsatt på den positive elektrode. Denne endring i oppførsel gir seg også til kjenne ved sprøytepåføringen med varierbar spenning hvor den blå polyester nå bli preferensielt avsatt ved -30kV. Det antas at ved en kritisk mellomkonsentrasjon av aluminiumoksidtilsetningsstoff mellom 0,0% og 0,1% blir reverseringen av triboladningspolaritet delvis fullstendig, med det resultat at like antall av røde og blå polyesterpulverpartikler har positiv og negativ ladning og at elektrostatisk segregering blir minimert. Det synes imidlertid som om denne spesielle konsentrasjon av aluminiumoksid både er meget liten (<0,1%) - og dermed utilstrekkelig til å utvikle tilfredsstillende pulverfluiditet - og sterkt konsentrasjonsavhengig (dvs. det finnes liten eller ingen toleranse for tilpasningsbetingelsen til små variasjoner i aluminiumoksidinnhold).

Eksperiment VIII

50 deler av et rødt polyesterpulver ble blandet med 50 deler av et blått polyesterpulver. Forskjellige konsentrasjoner av en tilsetningsstoffblanding av aluminiumoksid og aluminiumhydroksid ble tilsatt til denne blanding.

Tilsetningsstoffblandingen ble fremstilt ved å blande aluminiumoksid og aluminiumhydroksid med hverandre (relative konsentrasjoner 10% vekt/vekt:90% vekt/vekt) i et Moulinex-blandeapparat i 1 minutt. Tilsetningsstof f blandingen ble deretter tilsatt i konsentrasjoner på 1,2 og 3% vekt/vekt til

blandingen av røde og blå polyesterpulvere for å gi Al203-konsentrasjoner på henholdsvis 0,1%, 0,2% og 0,3% vekt/vekt. Hver prøve ble blandet i 10 sekunder i et Moulinex-blandeapparat og sprøytet ved -30kV og -70kV. Prøvene ble ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter, og fargeanalysene av de resulterende belegg er angitt i Tabell 8.

Sammenlignet med anvendelsen av aluminiumoksid alene vil blandingen av aluminiumhydroksidet sammen med aluminiumoksidet: a) øke mengden av aluminiumoksid som må tilsettes for tilpasningsbetingelsen (dvs. til > 0,3% vekt/vekt),

og

b) moderere segregeringseffekter over konsen-trasjonsområdet av aluminiumoksid.

For å oppnå den fulle fordel ved anvendelsen av kombinasjoner av tilsetningsstoffer i overensstemmelse med oppfinnelsen anses det derfor at én eller begge komponenter må redusere tilbøyeligheten som en pulverblanding har til å segregere på den måte som er forklart ovenfor og at den annen komponent må minske tilpasningsbetingelsens avhengighet av variasjoner i tilsetningsstoffkonsentrasjon.

Eksperiment IX

50 deler av det røde polyesterpulver ble tilsatt til 50 deler av det blå polyesterpulver, og forskjellige tilsetningsstoffer og tilsetningsstoffblandinger ble innarbeidet som vist i Tabell 4 nedenfor. Alle tilsetningsstoffer ble

laget ved å blande de relative mengder av de to komponenter som er vist i Tabellen, i 1 minutt i et Moulinex-blandeapparat. Tilsetningsstoffet ble deretter blandet inn i den røde og blå polyesterpulverblanding under anvendelse av et Moulinex-blandeapparat i 10 sekunder. Prøvene ble ved -30kV og -70kV sprøytet på aluminiumpaneler som ble ovnsbehandlet ved 200°C i 15 minutter. Fargeanalysen er angitt i Tabell 9 nedenfor.

Claims

1. Pulverbelegningsblanding, karakterisert ved at den omfatter minst ett filmdannende polymert materiale og tørrblandet med dette 0,01-10 vekt%, av hele blandingen uten tilsetningsstoffer, av to eller flere tilsetningsstoffer valgt blant faste, partikel-formige, uorganiske, vannuoppløselige materialer som kan være keramiske eller mineralske materialer og/eller kan være oksider, blandede oksider, hydratiserte oksider, hydroksider, oksid-hydroksider eller oksysalter av metaller og metalloider, og minst 95 volum% av pulverbelegningsblandingen har en par-tikkelstørrelse som ikke overskrider 50 um.

2. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1, karakterisert ved at minst 20 volum% av pulvebelegningsblandingen har partikkelstørrelse på 10 um eller mindre, fortrinnsvis minst 30, 4 0 eller 50 volum%.

3. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at fra 95 til 100 volum% av pulverbelegningsblandingen har en partikkelstørrelse på mindre enn 50 um.

4. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-3, karakterisert ved at fra 45 til 100 volum% av pulverbelegningsblandingen har en partikkelstørrelse på mindre enn 2 0 um.

5. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-4, karakterisert ved at fra 20 til 100 volum% av pulverbelegningsblandingen har en partikkelstørrelse på mindre enn 10 um.

6. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-5, karakterisert ved at fra 5 til 70 volum% av pulverbelegningsblandingen har en partikkelstørrelse på mindre enn 5 um.

7. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-6, karakterisert ved at d(v)50 for pulverbelegningsblandingen er i området fra 1,3 til 20 um, hvor d(v)50 er definert ved at 50 volum% av partiklene har diameter som er mindre enn denne verdi.

8. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1, karakterisert ved at partikkelstørrelsesfor-delingen for pulverbelegningsblandingene basert på volum er en hvilken som helst av de følgende:

9. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-8, karakterisert ved at ett eller hvert tørr-blandet tilsetningsstoff er et oksid eller blandet oksid.

10. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-8, karakterisert ved at de tørrblandede tilsetningsstoffer omfatter et oksid eller blandet oksid sammen med et hydratisert oksid, hydroksid eller oksid-hydroksid.

11. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-8, karakterisert ved at de tørrblandede tilsetningsstoffer omfatter: (A) et tilsetningsstoff valgt fra alumina, aluminiumhydroksid, kalsiumoksid, silika, sinkoksid, zirkoniumdioksid, molybdentrioksid, ceriumoksid og wolframtrioksid, fortrinnsvis alumina eller silika, mer spesielt alumina, og (B) et tilsetningsstoff valgt fra aluminiumhydroksid, aluminiumsilikat, zirkoniumdioksid, sinkoksid, silika og kalsiumoksid, fortrinnsvis aluminiumhydroksid.

12. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-11, karakterisert ved at ett av de tørrblandede tilsetningsstoffer er alumina.

13. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 12, karakterisert ved at de tørrblandede tilsetningsstoffer omfatter alumina og aluminiumhydroksid.

14. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 12, karakterisert ved at de tørrblandede tilsetningsstoffer omfatter alumina og aluminiumsilikat.

15. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-14, karakterisert ved at det samlede innhold av de tørrblandede tilsetningsstoffer innarbeidet med en pulverbelegningsblanding ifølge oppfinnelsen er i området fra 0,05 til 10 vekt%, basert på den samlede vekt av blandingen uten tilsetningsstoffene, fortrinnsvis minst 1,0 vekt%.

16. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-15, karakterisert ved at ett av de tørrblandede tilsetningsstoffer er alumina og at innholdet av alumina er minst 0,01 vekt%, basert på den samlede vekt av blandingen uten tilsetningsstoffene, fortrinnsvis minst 0,02 vekt% og mer foretrukket fra 0,2 til 0,4 vekt%.

17. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-16, karakterisert ved at ett av de tørrblandede tilsetningsstoffer er alumina og at det samlede innhold av det eller de andre tilsetningsstoffer ikke overskrider 5% av den samlede vekt av blandingen uten tilsetningsstoffene, og for-delaktig ikke overskrider 3 vekt%.

18. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-17, karakterisert ved at partikkelstørrelsen til hvert tørrblandet tilsetningsstoff ikke overskrider 5 um, for-delaktig ikke overskrider 2 (am, og mer spesielt ikke overskrider 1 (am.

19. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-18, karakterisert ved at blandingen omfatter en enkelt pulverbelegningskomponent som er en filmdannende polymer, et herdemiddel hvor dette er egnet, og eventuelt ett eller flere fargemidler.

20. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-18, karakterisert ved at blandingen omfatter en blanding av to eller flere pulverbelegningskomponenter som hver omfatter en filmdannende polymer, et herdemiddel hvor dette er egnet, og eventuelt ett eller flere fargemidler.

21. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 20, karakterisert ved at hver pulverbelegningskomponent er annerledes farget.

22. Pulverbelegningsblanding ifølge krav 1-21, karakterisert ved at hver filmdannende polymer er valgt fra karboksyfunksjonelle polyesterharpikser, hydroksyfunksjonelle polyesterharpikser, epoksyharpikser og funksjonelle akrylharpikser.

23. Anvendelse av en blanding med tørrblandede tilsetningsstoffer ifølge krav 1-22, til å danne et belegg på et substrat ved å påføre blandingen på substratet ved en elektrostatisk sprøytebelegningsprosess og oppvarme den påførte blanding for å smelte og sammensmelte partiklene og herde belegget.

24. Anvendelse ifølge krav 23, hvor tykkelsen på det påførte belegg er 30 um eller mindre.