PL176328B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania powłoki proszkowej oraz preparat proszkowy do wytwarzania powłoki proszkowej - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania powloki proszkowej na podlozu, w którym rozpyla sie zawiesine czasteczek proszku, w skraplanym pod okreslonym cisnieniem gazie, zwlaszcza czaste- czek farby proszkowej, a strumien rozpylowy kieruje sie na powlekane podloze, zna- mienny tym, ze stosuje sie zawiesine czasteczek proszku w skroplonym gazie, przy czym gaz skrapla sie pod cisnieniem maksymalnie 20x105Pa, a plynny gaz odparowuje sie przed, podczas lub po rozpylaniu zawiesiny. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania powłoki proszkowej, oraz preparat proszkowy do wytwarzania powłoki proszkowej.

Wynalazek dotyczy wytwarzania powłoki proszkowej, zwłaszcza na dużych powierzchniach, cienkościennych części metalowych, a przede wszystkim karoserii samochodowych.

Do wielorakich dziedzin zastosowania konieczne są substancje proszkowe o możliwie małych wielkościach cząsteczek poniżej ok. 20 μ m. Przy tego rodzaju rozdrobnionych proszkach powstaje często problem, że materiały te są trudne do manipulacji, a zwłaszcza występują problemy związane z sypkością.

Problemem jest zwłaszcza wytwarzanie powłok z zastosowaniem tych rozdrobnionych proszków. Jako przykład tego rodzaju dziedziny zastosowania można wymienić dziedzinę techniki katalizatorów, w której substancje czynne muszą być jeszcze wprowadzone do rozdrobnionych porów substancji nośnych.

Dalszą istotną dziedzinę zastosowania rozdrobnionych substancji proszkowych stanowią farby proszkowe, które uzyskują coraz większe znaczenie.

Klasyczne sposoby lakierowania, w których cząsteczki barwnego pigmentu, zdyspergowane w tradycyjnym płynnym rozpuszczalniku, są natryskiwane na lakierowane części w postaci kropelek farby, stanowią znaczne obciążenie środowiska naturalnego z powodu obciążenia powietrzem odlotowym, występującym w postaci zagęszczonej np. przy seryjnej produkcji samochodów osobowych.

W interesie lepszej ochrony środowiska naturalnego, opracowano trzy rodzaje farby dla bezpieczniejszego dla środowiska lakierowania natryskowego i rozpylającego (R. Laible, Bezpieczne dla środowiska naturalnego sposoby lakierowania do lakierowania przemysłowego, wyd. Expert, Esslingen, 1988), a mianowicie lakiery o wysokiej twardości (High-Solids-Lacke), lakiery wodne i farby proszkowe.

Lakiery o wysokiej twardości nie są zasadniczo niczym innym niż zagęszczonymi zwykłymi lakierami, tzn. zmniejszone są, ale nie wyeliminowane, wypływające do środowiska emisje częściowo szkodliwych rozpuszczalników. Lakiery wodne mają tę niedogodność, że nadmiar rozpylanego lakieru w wodzie musi zostać odzyskany. Farby proszkowe nie powodują zauważalnego zanieczyszczenia powietrza ani obciążającego zanieczyszczenia wody. W obecnym stanie rozwoju sposób ten wykazuje jednak kilka niedogodności, które wykluczają szerokie zastosowanie, zwłaszcza w zakresie cienkiego lakierowania cienkich, wielkopowierzchniowych części metalowych, np. karoserii.

176 328

Zasada wprowadzonego od 1965 r. elektrostatycznego lakierowania proszkowego jest bardzo prosta. Farba proszkowa składa się ze zdyspergowanych w powietrzu cząsteczek proszku barwiącego w zakresie wielkości ziarna 20 - 60 μm ze średnią wielkością ziarna 40 - 50 μm. Takie cząsteczki farby proszkowej, zdyspergowane (fluidyzowane) w powietrzu, płyną jak ciecz. Właściwość ta uzasadnia ich zastosowanie przy rozpylaniu lub natryskiwaniu barwnika.

Są one ładowane do specjalnych elektrostatycznych pistoletów i natryskiwane na uziemiony przedmiot, do którego przyczepiają się w sposób elektrostatyczny. Cząsteczki farby proszkowej, które ominęły przedmiot i nie osiadły na nim, są odsysane, oddzielane od powietrza, przesiewane przez sito i ponownie stosowane.

Dlatego też lakierowanie proszkowe jest korzystne z tego względu, że praktycznie nie zachodzi obciążenie środowiska naturalnego i można uzyskać bardzo dobre wykorzystanie materiału przez odsysanie na sucho i oddzielanie, ponieważ nadmiar rozpylanego lakieru odzyskuje się bez obciążających pozostałości.

Możliwość zastosowania tej technologii farby proszkowej jest jednak ograniczona do nanoszenia grubszych warstw lakieru, wynoszących co najmniej 70 «m, ponieważ warstwa lakieru w celu uzyskania gładkiej powierzchni, musi mieć grubość co najmniej około 70 «m, a za pomocą tego sposobu nie można bezbłędnie przetwarzać drobniejszych cząsteczek.

Znana farba proszkowa należy do typu materiału sypkiego, który jest zdolny do zatrzymywania powietrza. Zachowuje się on w następujący sposób: złoże materiału sypkiego z cząsteczek materiału, których typowym przykładem są katalizatory krakowe, rozpręża się podczas fiuidyzacji (złoże fluidalne) znacznie powyżej fluidyzacji minimalnej, przed rozpoczęciem tworzenia się pęcherzy powietrza w złożu fluidalnym. Jeżeli gwałtownie ustanie doprowadzanie powietrza, wówczas złoże pracuje powoli z prędkością 0,3-0,6 cm/s, która odpowiada prędkości w rurze bez wypełnienia w fazie zawiesiny.

Typ materiału sypkiego z cząsteczkami poniżej około 20 μ m, który obejmuje materiały o znacznej spójności, tzn. w których siły przyczepności między cząsteczkami znacznie przewyższają inne możliwe siły w złożu fluidalnym, a mianowicie ciężar i opór przepływu, dopuszcza jedynie przy dodatkowym zastosowaniu np. mechanicznych mieszalników, mniej lub bardziej złą fluidyzację lecz nie doprowadza do prawdziwego zdyspergowania cząsteczek.

Farby proszkowe wykazują gęstość materiału stałego około 1500 kg/m³. W przypadku normalnego ciśnienia gęstość powietrza jest nieistotna. Jedynie rozdzielenie wielkości ziarna farb proszkowych w zakresie między 20 «m a 60 μm gwarantuje, że farby proszkowe znajdują się w zakresie wymaganych doskonałych właściwości fluidyzacyjnych. To ograniczenie wielkości ziarna do dołu przyczynia się do tego, że nie można zejść poniżej pewnych minimalnych grubości warstwy i że wysoką jakość powierzchni, ciągłość i połysk uzyskuje się dopiero przy grubościach warstwy > 70 μ m, a więc przy wysokim zużyciu lakieru i grubych warstwach farby.

Istotne rozszerzenie zakresu zastosowania znanej technologii farby proszkowej do wysokojakościowego cieńszego lakierowania spowodowałoby konieczność stosowania cząsteczek farby proszkowej o nieodpowiednim typie materiału sypkiego z cząsteczkami poniżej około 20 μm. Dlatego też dla dotychczasowej technologii farb proszkowych zamknięty jest, ze względów fizycznych postęp do żądanych niewielkich zakresów wielkości ziarna.

Dla technologii tej zamknięte są również ważne dziedziny zastosowania, jak np. wytwarzanie katalizatorów, w których substancja czynna jest wprowadzana do porów substancji nośnej.

Ponadto obecnie technologia farb proszkowych jest ograniczona do kilku wybranych układów spoiwo/utwardzacz, ponieważ dla technologii farb proszkowych nie są dostępne przykładowo układy reakcyjne. I tak nie jest możliwe sformułowanie farb proszkowych jako układów dwuskładnikowych, w których utwardzacz i spoiwo są składowane oddzielnie i zmieszane dopiero na krótko przed użyciem. A mianowicie w celu otrzymania jednorodnych

176 328 farb proszkowych konieczne jest przeprowadzenie szczególnych kroków sposobu przy wytwarzaniu farb proszkowych. Zazwyczaj farbę proszkową najpierw wytłacza się, a następnie rozdrabnia, aby zapewnić jednorodne rozdzielenie poszczególnych składników farby proszkowej. Natomiast nie jest możliwe wytwarzanie farby proszkowej z jednorodnym rozdzieleniem poszczególnych składników przez proste dyspergowanie. Dlatego niemożliwe jest również wytwarzanie farb proszkowych dopiero u użytkownika ze składnika spoiwa i utwardzacza. Dlatego też nie można utworzyć farb proszkowych, które zawierają składniki reagujące w temperaturze otoczenia, jak np. spoiwa zawierające grupy OH oraz reagujące w temperaturze otoczenia utwardzacze na bazie wolnych grup izocyjanianowych.

Ponadto, konieczny w tradycyjnych sposobach wytwarzania farb proszkowych etap wytłaczania ciśnieniowego jest czasochłonny i kosztowny. Ponadto w układach reakcyjnych, przy wytłaczaniu ciśnieniowym mogą powstawać problemy (reakcja wstępna), które wymagają zastosowania odpowiednich, kosztownych czynników.

Dalszą przyczyną ograniczenia technologii farb proszkowych do kilku wybranych układów spoiwo/utwardzacz jest to, że obecnie farby proszkowe muszą wykazywać temperatury zeszklenia Tg>40°C, aby była zapewniona tzw. odporność na sklejanie się farb proszkowych. A mianowicie farby proszkowe nadają się do składowania i są sypkie w temperaturze otoczenia (na ogół 25°C) tylko wówczas, gdy temperatura zeszklenia farb proszkowych leży powyżej temperatury otoczenia.

Z EP-A-42 1796 jest znany sposób i urządzenie do nanoszenia przez rozpylanie płynnych środków powlekających, które zawierają gaz nadkrytyczny lub skroplony. Przy tym zgodnie z wynalazkiemjest istotne, że stosuje się szczególnie skonstruowany pojemnik rozpylający w celu uniknięcia przykładowo strat nadkrytycznego lub skroplonego gazu.

U podstaw wynalazku leży techniczny problem rozszerzenia dziedziny zastosowania technologii farb proszkowych, wywodzący się z faktu, że lakierowanie proszkowe stanowi jedyny przyjazny dla środowiska naturalnego sposób lakierowania i ze względu na opisane wyżej ograniczenie obecnej technologii lakierowania proszkowego. Powinna istnieć możliwość wytwarzania cieńszych warstw lakierowanych o najwyższej jakości powierzchni i sile pokrywania o nienagannej ciągłości i połysku, bez spowodowania nowego rodzaju obciążenia środowiska naturalnego. Ponadto powinny być udostępnione farby proszkowe o rozszerzonej bazie spoiwo/utwardzacz.

Zwłaszcza powinno być umożliwione tworzenie farb proszkowych na bazie układów reakcyjnych tzn. układów spoiwo/utwardzacz, reagujących już w temperaturze otoczenia.

W końcu dla technologii farb proszkowych powinny otworzyć się całkiem nowe dziedziny zastosowania, np. dziedzina wytwarzania katalizatorów.

Sposób, rozwiązujący ten problem, ze swoimi postaciami wykonania, jest scharakteryzowany w zastrzeżeniach patentowych. W zastrzeżeniach patentowych podany jest również sposób rozdrabniania w celu wytworzenia proszku stosowanego według wynalazku oraz zawiesina proszkowa, odpowiednia dla sposobu powlekania proszkowego.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania powłoki proszkowej na podłożu, w którym rozpyla się zawiesinę cząstek proszku, w skraplanym, pod określonym ciśnieniem, gazem, zwłaszcza cząsteczek farby proszkowej, a strumień rozpyłowy kieruje się na powlekane podłoże, polegający na tym, że stosuje się zawiesinę cząsteczek proszku w skroplonym gazie, przy czym gaz skrapla się pod ciśnieniem maksymalnie 20x10⁵Pa, a płynny gaz odparowuje się przed, podczas lub po rozpylaniu zawiesiny. Zastosowany do przeprowadzania w stan zawiesiny .cząstek proszku skraplany gaz, skrapla się pod ciśnieniem maksymalnie 10x10⁵Pa, korzystnie pod normalnym ciśnieniem. Zawiesinę ogrzewa się pośrednio przed rozpylaniem pod podwyższonym ciśnieniem, krople skroplonego gazu odparowuje się bezpośrednio przez ogrzewanie płomiennikowo i/albo przez zmieszanie zawiesiny z ogrzanym strumieniem gazu podczas rozpylania, np. w pneumatycznej dyszy rozpyłowej, przy czym strumień gazu ma temperaturę, która jedynie nieznacznie leży powyżej temperatury zawiesiny i że krople gazu ciekłego odparowuje się przez ogrzany drugi strumień gazu.

176 328

Przy tym wstępne ciśnienie zawiesiny w pneumatycznej dyszy rozpyłowej nastawia się przez regulowane ogrzewanie lub schłodzenie izolowanego zasobnika zawiesiny, z którego doprowadza się zawiesinę do pneumatycznej dyszy rozpyłowej. Składowanie i transport między wytwórcą proszku a przetwórcą przeprowadza się w izolowanych pojemnikach transportowych, które zawierają wykorzystywaną do późniejszego rozpylania zawiesinę proszkową ze skroplonego gazu i cząsteczek proszku, że zawiesinę cząsteczek proszku wytwarza się w skroplonym gazie dopiero w dyszy, a krople gazu skroplonego odparowuje się pośrednio i/albo bezpośrednio przez ogrzewanie promiennikowe i ewentualnie przez zmieszanie zawiesiny w dyszy ze schłodzonym strumieniem gazu przy rozpylaniu i/albo przez ogrzany strumień gazu po rozpyleniu.

Stosuje się przy tym cząsteczki proszku o średniej wielkości ziarna nie większej niż 15 pm, zwłaszcza nie większej niż 10 pm i maksymalnej wielkości ziarna nie większej niż 20 pm. W sposobie stosuje się skroplony gaz o lepkości wynoszącej < 5 · 10⁴ Ns/m², korzystnie < 10⁴ Ns/m², a cząsteczki farby proszkowej, naładowane elektrostatycznie, skierowuje się na uziemioną część metalową.

Sposób stosuje się również do wytwarzania katalizatorów. Urządzenie do przeprowadzania sposobu wyważania powłoki proszkowej jest zaopatrzone w naczynie Dewara, znajdujący się w nim zasobnik proszku lub izolowany zasobnik dla zawiesiny proszkowej z mieszadłem połączonym z silnikiem przez sprzęgło elektromagnetyczne, ponadto w przyłączonej do zbiornika zawiesiny, dyszę rozpyłową i komorę powlekania, ewentualnie izolowany termicznie przewód, który łączy zasobnik z dyszą rozpyłową, oraz w urządzenie do doprowadzania ilości ciepła, koniecznego do odparowania kropli skraplanego gazu.

Wynalazek dotyczy również preparatu proszkowanego, zwłaszcza preparatu farby proszkowej, który stanowi zawiesina cząsteczek proszku w gazie skroplonym pod ciśnieniem maksymalnie 20x10⁵Pa, zwłaszcza azocie, i zawiera spoiwa z aktywnymi atomami H, łączone ze związkami, które zawierają wolne grupy izocyjanianowe albo grupy bezwodnikowe, związki zawierające grupy karboksylowe albo aminowe w połączeniu ze związkami, które zawierają grupy epoksydowe albo karbodiimidowe, związki zawierające grupy aminowe, w połączeniu ze związkami, zawierającymi grupy węglanowe, układy, które utwardzają się według zasady dodawania MichaeFa albo układy utwardzające się w środowisku wilgoci.

Otrzymane sposobem według wynalazku zawiesiny znalazły zastosowanie do wytwarzania katalizatorów. Do wytwarzania według wynalazku zawiesin nadają się wszystkie skroplone gazy, które zostały skroplone pod ciśnieniem maksymalnie 20x10⁵Pa, korzystnie maksymalnie l0x105pa, a szczególnie korzystnie w warunkach normalnego ciśnienia, przez schłodzenie do odpowiednio niskiej temperatury sposobami znanymi specjalistom. Przykładami odpowiednich skroplonych gazów jest płynny azot, płynne powietrze i płynny hel. Dzięki dobrej dostępności i niskiej cenie stosuje się szczególnie płynny azot, przy czym w zależności od celu zastosowania zawiesin stosuje się również inne skroplone gazy.

Zastosowanie gazu, skroplonego pod ciśnieniem maksymalnie 20x105?a, zapewnia to, że zawiesina może być dostępna bez kosztownych urządzeń do utrzymywania wysokich ciśnień, podczas gdy zastosowanie gazów nadkrytycznych, np. skroplonego CO2, powoduje konieczność utrzymywania wysokich ciśnień przy wytwarzaniu, składowaniu, transporcie i przeróbce zawiesin. Zastosowanie gazów, które zostały skroplone pod ciśnieniem maksymalnie 20x105pa, oczywiście nie wyklucza tego, że zastosowana według wynalazku zawiesina jest wystawiona na działanie wyższego ciśnienia, przykładowo podczas transportu w rurociągu pierścieniowym, lecz takie ciśnienie nie jest wymagane do utrzymywania zawiesiny.

Dzięki niskim temperaturom (np. -196°C dla płynnego azotu pod ciśnieniem otoczenia), związanym z zastosowaniem gazu skroplonego pod ciśnieniem maksymalnie 20x105Pa, zawiesiny według wynalazku nadają się zwłaszcza do materiałów, które reagują w temperaturze otoczenia i dlatego też normalnie nie mogą być składowane/transportowane i w pewnych okolicznościach nawet nie mogą być przerabiane.

Ponadto tego rodzaju zawiesiny w skroplonym gazie mogą być korzystnie stosowane do wytwarzania katalizatorów, zwłaszcza katalizatorów metaloorganicznych. W tym wypadkU substancja czynna zostaje zawieszona w skroplonym gazie, dalej wprowadzona w pory substancji nośnej, a następnie skroplony gaz zostaje odparowany. Jak dzieje się to zazwyczaj w dziedzinie wytwarzania katalizatorów, również w tym przypadku należy oczywiście zbadać tak zwane przenikanie międzywarstwowe, tzn. sprawdzić, czy substancja czynna pozostaje w porach substancji nośnej również w temperaturach reakcji, w których stosowany jest katalizator.

Istota wynalazku polega na tym, że stosuje się zawiesinę cząsteczek proszku, które mogą być znacznie drobniejsze niż przedtem, w skroplonym gazie o niskiej lepkości i zawiesinę tę lub przynajmniej udział gazu skroplonego ogrzewa się podczas, przed lub po rozpylaniu, że do dyspozycji stoi ilość energii lub ciepła, wystarczająca do odparowania skroplonego gazu. W ten sposób udostępnia się płynne i dające się rozpylać, stabilne zawiesiny proszkowe, zwłaszcza zawiesiny farby proszkowej, które można łatwo składować i transportować i które natryskuje się, uzyskując cienkie warstwy o wysokim połysku.

Wynalazek jest opisany przykładowo poniżej na podstawie sposobu lakierowania proszkowego. Za pomocą tego sposobu można wytwarzać oczywiście również inne powłoki, przykładowo do wytwarzania katalizatorów. Odnosi się to zwłaszcza do wszystkich dziedzin, w których istotne jest wytwarzanie powłok o możliwie niewielkiej grubości warstwy z zastosowaniem proszków o średniej wielkości cząsteczek < 15 ^m, korzystnie < 10 urn. Przykładami są dziedziny powlekania metalami lub klejami, domieszkowanie powierzchni, wytwarzanie stopów, powlekanie folii (wyposażanie w warstwę antystatyczną), powlekanie ceramiki i powlekanie strukturalnych korpusów włókien i włóknin.

Udostępnienie zawiesiny farby proszkowej można zrealizować w dobrze izolowanych zbiornikach lub mieszalnikach, które w celu zachowania dobrej izolacji cieplnej zawierają korzystnie mieszadło z napędem elektromagnesowym do ponownego przeprowadzania w stan zawiesiny. Do utrzymania stale wstępnego ciśnienia, np. 5 barów w dyszach lakierniczych, za pomocą poziomu cieczy, zmniejszającego się podczas przeróbki, mieszalnik poza urządzeniem ogrzewającym jest zaopatrzony również w urządzenie chłodzące. Obydwa urządzenia są przyłączone do urządzenia regulującego.

Przeróbkę farby proszkowej realizuje się w znany sposób dzięki temu, że zasobnik i mieszalnik są przyłączone bezpośrednio lub poprzez izolowany termicznie rurociąg pierścieniowy do jednego lub szeregu pistoletów rozpylających, przy czym w tym ostatnim przypadku cyrkulacji zawiesiny można realizować za pomocą pompy obiegowej.

Do mieszalnika lub rurociągu pierścieniowego są przyłączone w znany sposób przykładowo podwójne lub wielokrotne pneumatyczne dysze rozpyłowe do rozpylania zawiesiny. W przypadku dotychczasowego lakierowania ciekłego przykładowo karoserii samochodowych przewidziano około 20 dysz rozpyłowych. W czasie 1 minuty lakierowania na karoserię przypada wówczas na 1 dyszę żądaną przepustowość 100 g/min farby proszkowej. Przy gęstości farby proszkowej 1500 kg/m³ powstaje objętość strumienia farby proszkowej vp = 0,067 l/min. Zawiesinę o 25% udziale objętościowym materiału stałego można transportować z łatwością, co wykazała praktyka. Średnia wielkość ziarna farby proszkowej 5 μ m, przy przekroczeniu pewnej minimalnej prędkości transportowania zapobiega osadzaniu się materiału stałego. Tak więc jedna dysza rozpyłowa przerabia objętość strumienia zawiesiny wynosząca:

0,067x60

0,25 =161/A

176 328

Tego rodzaju wydajności rozpylania można uzyskać w dostępnych w handlu podwójnych dyszach rozpyłowych do rozpylania farby. Nie są konieczne szczególne podwójne pistolety rozpylające. Przy wstępnym ciśnieniu dyszy, wynoszącym 4 bary na stronie ciekłej, jak i gazowej, można by uzyskać za pomocą rozpylanej wody wielkości kropli wynoszące 30.nm. Znacznie niższa lepkość oraz napięcie powierzchniowe gazu obojętnego, zwłaszcza azotu, znajdującego się w pobliżu temperatury wrzenia - w porównaniu z wodą - pozwala na uzyskanie mniejszej wielkości kropli. Pneumatyczna dysza rozpyłowa z wstępnie wymienionymi danymi potrzebuje do rozpylenia objętości strumienia zawiesiny V_Su = 16 l/h ilości gazu Vg = 170 l/min. Jeżeli przy przeróbce lakieru zastosuje się ogrzane, suche powietrze o ciśnieniu 4 barów, wówczas podwójna dysza rozpyłowa może pracować według znanej z techniki energetycznej zasady chłodzenia wtryskowego, tzn. podwójna dysza rozpyłowa może być napędzana tak ogrzanym powietrzem rozpylającym, że doprowadzona ilość ciepła wystarcza do gwałtownego odparowania kropelek azotu, zawierających materiał stały.

W celu odparowania płynnego azotu (-196°C) i ogrzania go do temperatury otoczenia (25°C) konieczne jest doprowadzenie ciepłego powietrza wynoszące l,2kW na dyszę. Tę ilość ciepła można doprowadzić w ten sposób, że konieczna do rozpylenia ilość gazu zostaje wstępnie ogrzana do temperatury około 150°C. Wówczas dyszę opuszcza strumień farby proszkowej gazu o temperaturze 25°C. W zależności od żądanej temperatury strumienia farby proszkowej - gazu, zastosowany do rozpylania gaz może być ogrzany również do innej temperatury. Decydująca jest ilość ciepła wprowadzona przez gaz, która. oprócz temperatury rozpylanego gazu zależy również od każdorazowej ilości gazu. Przy tym korzystne temperatury i ilości gazu zależą od farby proszkowej i mogą być ustalone na podstawie kilku rutynowych prób.

Poza tym może być również korzystne, jeżeli podwójna dysza rozpyłowa jest napędzana nie ogrzanym lecz schłodzonym powietrzem rozpylającym, zwłaszcza przy przeróbce proszków, reagujących w temperaturze otoczenia. I tak jest możliwe doprowadzenie ilości ciepła, koniecznej do odparowania płynnego azotu i ogrzania do temperatury otoczenia, nie tylko przez doprowadzenie ogrzanego gazu rozpylającego. Ta ilość ciepła może być doprowadzona oczywiście częściowo lub całkowicie innymi metodami przykładowo ogrzewaniem promiennikowym.

Podczas przeprowadzania sposobu według wynalazku należy również zwrócić uwagę na to, że nie uzyskuje się temperatury topnienia otoczenia, aby umknąć tworzenia kryształów lodu. Można to zrealizować przez odpowiednie ogrzanie, np. do 25°C jak to opisano powyżej. Jednak korzystnie sposób powlekania według wynalazku przeprowadza się w atmosferze suchej (tzn. w atmosferze o możliwie niskiej wilgotności powietrza). Jeżeli pracuje się z zawiesinami proszkowymi w ciekłym azocie, następuje korzystnie nanoszenie proszku w atmosferze azotu (zwłaszcza obieg zamknięty).

Poza wyżej opisaną, dostępną w handlu pneumatyczną dyszą rozpyłową, do nanoszenia zawiesiny farby proszkowej według wynalazku można' zastosować również dostępną w handlu dyszę bezpowietrzną. W tym przypadku, podobnie jak w przypadku stosowania podwójnej dyszy rozpyłowej z zastosowaniem schłodzonego powietrza rozpylającego, należy przez użycie odpowiednich urządzeń zapewnić, aby płynny azot odparował i został ogrzany do temperatury otoczenia. Konieczną do tego ilość ciepła można dostarczyć np. za pomocą ogrzewania promiennikowego, za pomocą ogrzanego strumienia gazu poza ^dy^szą itp.

Przy gęstości farby proszkowej około 1500 kg/m' i zawiesinie proszek/płynny azot o udziale objętościowym materiału stałego wynoszącym 25% należy użyć na kg farby proszkowej 21 płynnego azotu. W przypadku hurtowego odbiorcy cena litra płynnego azotu = 0,5 DM/1, tak więc proces lakierowania na 1 kg farby proszkowej jest dodatkowo obciążony 1,00 DM, przy cenie farby proszkowej około 8,00 DM/kg wzrost ceny materiału użytego wynosi około 13%.

Nowy sposób lakierowania proszkowego dopuszcza zastosowanie znanych i sprawdzonych modułów. Łańcuch procesu dzieli się na trzy kroki częściowe: wytworzenie lakieru, składowanie i transport, przeróbka lakieru.

Do wytwarzania farby proszkowej stosuje się znane cząsteczki farby proszkowej, przykładowo o średniej wielkości ziarna wynoszącej około 40-50 μm.

Można również stosować farby proszkowe o znacznie większej średniej wielkości ziarna.

Z zasobnika proszek jest wpuszczany skokowo do mieszalnika i następnie przeprowadzany w stan zawieszenia w płynnym gazie korzystnie płynnym azocie. Jak stwierdzono, cząsteczki farby proszkowej o średniej wielkości ziarna 50 μm dyspergują bez problemu w płynnym azocie. Dlatego farba proszkowa o średniej wielkości cząsteczek około 50 μ m zostaje zmieszany z płynnym azotem w mieszalniku do postaci zawiesiny i następnie drobno rozdrobniona do żądanej wielkości cząsteczek. Jak wspomniano, przeprowadzeniu w stan zawiesiny mogą podlegać również farby proszkowe o znacznie większej' wielkości cząsteczek, a następnie mogą być rozdrobnione do żądanej wielkości cząsteczek.

Ponieważ płynny azot znajduje się blisko temperatury wrzenia wynoszącej' -196°C, toteż jego lepkość, wynosząca 8,9 · 10'⁵ Ns/m² (por. woda 1 · 10- Ns/m²), jest nadzwyczaj niska. Przy zastosowaniu młynów kulowych z mieszadłem do drobnego rozdrabniania, np. firmy Draiswerke lub Netzsch, lepkość zawiesiny nie powinna przekroczyć 10 Pas. Z powodu niskiej lepkości płynnego azotu można zastosować porównywalnie wysokostężoną zawiesinę. Rozdrabnianie przebiega tak długo, aż uzyska się średnią wielkość ziarna mniejszą niż 15 μm, korzystnie 5 do 10 μ m. Zawiesina składająca się z tak rozdrobnionych cząsteczek, o średniej wielkości ziarna mniejszej niż 15 μ m, korzystnie 5 do 10 μ m i płynnego azotu zostaje przeniesiona do izolowanych termicznie zbiorników transportowych, które jednocześnie są zbiornikami zawiesinowymi i mieszalnikami u przetwórcy lakieru do ponownego dyspergowania i w których zawiesina farby proszkowej może być bez problemu składowana.

Poza tym wytwarzanie farby proszkowej może przebiegać dzięki temu, że najpierw nastawia się wielkość cząsteczki farby proszkowej (rozdzielenie wielkości ziarna) z zastosowaniem odpowiednich agregatów rozdrabniających ew. w połączeniu z odpowiednimi urządzeniami przesiewającymi, na żądane wartości. Do wytwarzania farb proszkowych o mniejszej średniej wielkości cząsteczek <15 μm można przykładowo zastosować młyny fluidalno-strumieniowe (AFG) firmy Alpine, Augsburg, ew. w połączeniu z wirowymi przesiewaczami bardzo drobnymi firmy Alpine, Augsburg. Farby proszkowe o żądanym rozdzieleniu wielkości ziarna mogą być następnie przeprowadzone w stan zawieszenia z zastosowaniem odpowiednich mieszalników lub agregatów dyspergujących w płynnym gazie, korzystnie płynnym azocie.

Przy tym jest przykładowo korzystne, że spoiwo i utwardzacz mogą .być rozdrabniane oddzielnie i tak otrzymane drobne cząsteczki mogą być bezpośrednio zawieszone w płynnym gazie, zwłaszcza w płynnym azocie. Dzięki temu możliwe jest wytwarzanie farb proszkowych bez etapu wytłaczania ciśnieniowego.

Ponieważ przeprowadzanie w stan zawiesiny drobno rozdrobnionych cząsteczek w płynnym gazie realizuje się za pomocą prostych agregatów mieszających i dyspergujących, możliwe jest wytwarzanie zawiesiny farby proszkowej tuż przed nanoszeniem u użytkownika Dzięki temu mogą z jednej strony znaleźć zastosowanie układy reakcyjne, ponieważ odmiana ta umożliwia utworzenie farb proszkowych jako układów dwuskładnikowych. Z drugiej strony istnieje znacznie większy wachlarz odmian, przykładowo odnośnie zróżnicowanych odcieni barwy, ponieważ również pigmenty w odpowiednio drobno rozdrobnionej postaci mogą być dodawane dopiero na miejscu do farby proszkowej przy wytwarzaniu zawiesiny. Również wiele właściwości u farb proszkowych odnośnie techniki zastosowania można sterować przez odpowiednie zastosowanie dodatków uszlachetniających. Ponieważ do jednorodnego wprowadzenia tych dodatków uszlachetniających nie jest wymagany etap wytłaczania ·ciśnieniowego, toteż farby proszkowe mogą być wytwarzane praktycznie

176 328 według zasady modułów. Oznacza to, że użytkownik może wytwarzać optymalną dla swojego celu farbę proszkową dzięki temu, że poszczególne składniki (spoiwo, utwardzacz, pigmenty, dodatki uszlachetniające itp.) dostarczane są w postaci drobno rozdrobnionej i mogą być przerabiane dopiero na miejscu przez zawieszenie w płynnym gazie do postaci farby proszkowej.

W taki tani sposób mogą być również wytwarzane każdorazowo mniejsze ilości szczególnej farby proszkowej. Ponadto w sposobie według wynalazku, do farby proszkowej mogą być dodawane bez problemu również składniki płynne (utwardzacz, dodatki uszlachetniające itd).

Ponieważ farba proszkowa, wskutek niskiej lepkości (i niskiego naprężenia powierzchniowego) skroplonego gazu (zwłaszcza blisko punktu wrzenia skroplonego gazu), jest bardzo łatwo przeprowadzana w stan zawiesiny, możliwe jest również wytwarzanie zawiesiny dopiero w dyszy. W przypadku nanoszenia bezpowietrznego można to zrealizować za pomocą dostępnej w handlu podwójnej dyszy rozpyłowej. Jeżeli pracuje się z zastosowaniem powietrza rozpylającego, przeróbkę realizuje się odpowiednio za pomocą znanej i dostępnej w handlu potrójnej dyszy rozpyłowej.

W zależności od układu pożądane jest jednak, aby zawiesina farby proszkowej była wytwarzana nie u użytkownika lecz bezpośrednio po wytworzeniu składników farby proszkowej. Składowanie i transport nowej zawiesiny farb proszkowych przeprowadza się celowo w izolowanych pojemnikach transportowych, które u użytkownika lakieru służą jednocześnie jako zasobniki i mieszalniki. Dzięki takiemu rodzajowi składowania i transportu rozwiązano jednocześnie problemy, powstające przy dotychczasowej manipulacji farbą proszkową: farby proszkowe zawierają składniki reakcyjne, które w przypadku dłuższego składowania w temperaturze otoczenia powodują starzenie lakieru. Dzięki niskiej temperaturze zawiesiny farby proszkowej (około -196°C) taka reakcja nie zachodzi. Można nawet utworzyć farby proszkowe, zawierające składniki, które w temperaturze pokojowej (około 25°C) odreagowałyby, przykładowo farby proszkowe na bazie spoiw zawierających grupy hydroksylowe i reagujące środki sieciujące z wolnymi grupami izocyjanianowymi. Ponadto do farby proszkowej można wprowadzać bez problemu substancje wrażliwe, np. alubronz, bez kosztownej obróbki ochronnej. Dzięki temu technologia farb proszkowych jest rozszerzana na dalsze, dotychczas niedostępne układy spoiwo/utwardzacz. Ponadto znane farby proszkowe w przypadku dalszego transportu, zwłaszcza transportu morskiego, zestalają się do tego stopnia, że praktycznie nie jest możliwe ich powtórne dyspergowanie. Dzięki zaproponowanemu tutaj sposobowi wytwarzania i składowania farby proszkowej możliwe jest zasadniczo zaopatrzenie przetwórców lakieru w skali światowej stanowiska produkcji lakieru.

Ponieważ nawet dla bardzo dużych składowanych ilości, np. skroplonego gazu ziemnego, można skonstruować łańcuch wymrażania, toteż możliwe jest to również dla zasadniczo mniejszych ilości zawiesiny proszkowej, np. ukształtowane w odpowiedniej postaci, izolowane zbiorniki transportowe, tzw. zbiorniki izolacyjne.

W końcu sposób według wynalazku umożliwia również zastosowanie farb proszkowych, które wykazują znacznie obniżone temperatury zeszklenia Tg. A mianowicie, aby w dotychczasowych farbach proszkowych została utrzymana ciągła sypkość, wartość Tg farb proszkowych musi zazwyczaj wynosić >40°C. Podczas składowania i transportu farby proszkowej w płynnym azocie można stosować znacznie niższe wartości Tg, przykładowo < 0°C. Dzięki temu przed farbami proszkowymi otwierają się nowe dziedziny zastosowania. Ponadto dzięki temu można polepszyć właściwości farb proszkowych dla określonych zastosowań.

Przykładowo znacznie polepsza się ciągłość farb proszkowych o opadającej wartości Tg, co ma znaczenie przykładowo przy stosowaniu farb proszkowych do lakierowania dachów karoserii samochodowych. Poza tym możliwe jest utworzenie powłok ochraniających przed spadającymi kamieniami o wyraźnie polepszonych właściwościach.

176 328

Na podstawie wyżej wymienionych zalet, związanych z zastosowaniem płynnego gazu można utworzyć przykładowo farby proszkowe na następującej bazie chemicznej:

a) spoiwa z aktywnymi atomami H, np. związki zawierające grupy OH-, NH- i SH-, łączone ze związkami, które zawierają wolne grupy izocyjanianowe,

b) związki zawierające grupy karboksylowe albo aminowe, w połączeniu ze związkami, zawierającymi grupy epoksydowe,

c) układy karbodiimidowe, w połączeniu przykładowo ze związkami, zawierającymi grupy karboksylowe lub aminowe,

d) związki, zawierające grupy aminowe, w połączeniu ze związkami, zawierającymi grupy węglanowe,

e) układy, które utwardzają się według zasady dodawania Michael’a, przykładowo związki z aktywnymi wiązaniami podwójnymi, w połączeniu ze związkami z aktywnym wodorem,

f) spoiwo z aktywnymi atomami H, w połączeniu z układami bezwodnika,

g) układy utwardzające się w środowisku wilgoci i

h) stosowane już zwykle układy farb proszkowych.

Sposób wytwarzania farb proszkowych ma tę zaletę, że do wytwarzania farb proszkowych o niewielkiej średniej wielkości cząsteczek, nie musi być oddzielany udział bardzo rozdrobniony, tzn. cząsteczki farby proszkowej o wielkości cząsteczki < 10 μ m.

Preparaty proszkowe według wynalazku nadają się do powlekania różnych podłoży, przykładowo metalu, tworzywa sztucznego, drewna, szkła itp. Korzystnie są stosowane do powlekania części metalowych, a przede wszystkim karoserii samochodowych.

Nanoszenie farb proszkowych przeprowadza się za pomocą podparcia elektrostatycznego. Zazwyczaj elektrostatyczne ładowanie cząstek farby proszkowej następuje wskutek tego, że w pobliżu otworów wylotowych proszku do wierzchołków lub ostrych krawędzi pistoletu rozpylającego przykładane jest wysokie napięcie stałe. Poza tym możliwe jest również elektrostatyczne naładowanie cząsteczek farby proszkowej dopiero za dyszą rozpylającą.

Przykład I. Preparat proszkowy

77,5 części opisanej wyżej żywicy akrylanowej, 18,8 części dikwasu dodekanowego, 2 części dostępnego w handlu preparatu przeciwsłonecznego na bazie absorbera UV (Timwin 1130 firmy Ciba Geigy), 0,9 części dostępnego w handlu preparatu przeciwsłonecznego na bazie HALS’u (Timwin 144 firmy Ciba Geigy), 0,4 części dostępnego w handlu środka poprawiającego rozlewność i 0,4 części benzoiny miesza się intensywnie w mieszalniku fluidyzacyjnym firmy Henschel. Tak wytworzoną mieszaninę wytłacza się za pomocą wytłaczarki jednoślimakowej PLK46 firmy BUSS. Wytłoczone tworzywo schładza się bezpośrednio na chłodzących walcach do temperatury pokojowej i łamie na kawałki. Kawałki tłoczywa miele się w młynku przeciwprądowym CGS 16 firmy Condux Maschinenbau na średni rozdział wielkości ziarna, wynoszący około 35 «w (d 90) z małym udziałem drobnych cząstek. Tak otrzymaną farbę proszkową odważa się w zlewce i najpierw wstępnie schładza ciekłym azotem. Po dodaniu ciekłego azotu ustawia się zawiesinę na żądane stężenie objętościowe. Prętem ultradźwiękowym umieszczonym w określonej pozycji do zlewki dysperguje się przez około 10 minut substancję stałą. Stosowane urządzenie ultradźwiękowe posiada maksymalną moc użytkową wynoszącą 250W.

Przykład II. Sposób wytwarzania powłoki proszkowej

Urządzenie powlekające podczas wytwarzania zawiesiny jest stale chłodzone i dlatego pneumatyczną dyszę rozpyłową, zamontowaną do pojemnika zawiesiny, należy płukać gazowym azotem od wewnątrz do zewnątrz. Pojemnik zawiesiny znajduje się przy tym pod nieznacznym ciśnieniem.

Po napełnieniu zawiesiny. urządzenia powlekającego ustawia się na pożądaną wartość zdolność przerobową rozpylającego gazu (gazowego azotu). Gaz rozpyłowy wytwarza na podstawie konstrukcji dyszy ciśnienie spiętrzające przed otworem dyszy. Ciśnienie wytwarzane gazowym azotem w pojemniku zawiesiny musi zostać podniesione co naj12

176 328 mniej do ciśnienia spiętrzającego, aby podawać zawiesinę. Na drodze od dyszy do uziemionej blachy, która porusza się w przestrzeni powlekania, krople i już obecne cząstki proszku przelatują przez chmurę jonową, w której zostają naładowane.

Ta chmura jonowa wytwarzana jest przez rozładowanie koronowe na szczycie korony. Napięcie na szczycie korony można nastawić za pomocą generatora wysokiego napięcia na 0 do 90 kV. Na ogół ustawia się je na 20% do 25% napięcia maksymalnego. Za pomocą napięcia koronowego wynoszącego 40 kV i blachy stalowej umocowanej do urządzenia zasilającego (szybkość zasilania ustawia się tak, aby osiągnąć żądaną grubość powłoki wynoszącą 30-40/im) o polerowanej powierzchni i z odstępem wynoszącym 15-20 cm, przy użyciu farby proszkowej osiąga się grubość powłoki wynoszącą 30-40 /im i wygrzewa się w temperaturze 145°C w czasie 30 minut.

Otrzymana powłoka posiadała dobrą rozlewność i połysk wynoszący 80-85E (20°).

Przykład III. Urządzenie do wytwarzania powłoki proszkowej

Urządzenie przedstawione na rysunku składa się w głównej części z naczynia Dewara 7, znajdującego się w nim zasobnika proszku lub izolowanego zasobnika dla zawiesiny proszkowej 2, z mieszadłem 3 połączonym z silnikiem o napędzie elektromagnesowym, ponadto zasobnik 2 jest połączony z butlą 1 napełnioną gazowym azotem i zawiesiną proszkową przenosi się dobrze izolowanym termicznie przewodem 4 do dyszy rozpyłowej 5 i stąd do komory powlekania 9, w której opyla się przedmiot do pokrywania 10, przy czym z zasobnika 8 ewentualnie doprowadza się środek chłodzący w postaci gazu do chłodzenia dyszy, a rozpylanie zawiesiny następuje za pomocą gazu pobieranego z zasobnika 6.

W celu chłodzenia zawiesiny, przewód łączący 4 między zbiornikiem zawiesiny a dyszą jest wykonany jako podwójny płaszcz. Płynny azot znajdujący się pod ciśnieniem atmosferycznym w zasobniku 8, służy jako czynnik chłodzący. Mgiełka wytworzona przez dyszę 5 dociera przez okrągły otwór do komory powlekania 9, która jest ograniczona przez obudowę z pleksiglasu. Ze względów bezpieczeństwa obudowa z pleksiglasu jest powleczona od wewnątrz siatką drucianą, która jest uziemiona. W komorze powlekania 9 mgiełka jest naładowana jonami, wytworzonymi przez ujemne wyładowanie koronowe. Naładowana mgiełka odparowuje na swojej drodze od dyszy do blachy 10. Po odparowaniu płynnego azotu pozostaje proszek, który przesuwa się w kierunku blachy 10. Przy tym zostaje on, podobnie jak mgiełka, naładowany przez jony, wytworzone przez ujemne wyładowanie koronowe. Jeżeli cząsteczki proszku stykają się z uziemioną blachą 10, wówczas zostają one na niej częściowo oddzielone.

Przykład IV. Sposób wytwarzania powłoki proszkowej

Sposób jest podzielony na dwa etapy: wytworzenie zawiesiny i proces powlekania. W celu wytworzenia zawiesiny, farba proszkowa zostaje odważona i wstępnie schłodzona w zlewce. Przez dodanie płynnego azotu można nastawić żądane stężenie objętościowe zawiesiny. Chłodzenie proszku jest konieczne, ponieważ przez dodanie płynnego azotu do gorącego proszku następuje nagłe odparowanie płynnego azotu. Odparowany płynny azot wypływa ku górze ze zlewki i zabiera ze sobą proszek. Tym samym odważona uprzednio ilość proszku jest zmniejszona o wyładowany udział, który nie może zostać obliczony.

Substancja stała w zlewce jest dyspergowana przez określony czas za pomocą pręta ultradźwiękowego, który znajduje się w stałym położeniu do niej. Zastosowany przyrząd ultradźwiękowy firmy Branson typu Sonifier 450 wykonuje maksymalne wytwarzanie mocy 400W. Moc, która jest wprowadzana na wierzchołku pręta ultradźwiękowego, zwanym również mikrowierzchołkiem, nie jest znana.

Działanie dyspergujące pręta ultradźwiękowego zależy nie tylko od wytwarzania mocy na mikrowierzchołku, lecz również od wielkości traktowanej dźwiękami objętości i jej geometrii. Dlatego też należy przeprowadzić dyspergowanie w tych samych warunkach pod względem objętości i geometrii dla wszystkich doświadczeń. Dyspergowanie należy podzielić na dwie fazy, to jest dyspergowanie główne i wtórne.

176 328

Podczas głównego dyspergowania stosuje się zlewkę o wysokiej konstrukcji i pojemności 600 ml. Jest ona wypełniona 400 ml zawiesiny płynnego azotu. Czas dyspergowania jest zmienny między 2,5 a 15 minut. W celu zminimalizowania wprowadzania ciepła do zawiesiny podczas dyspergowania, zlewkę schładza się w naczyniu Dewara, wypełnionym płynnym azotem. Dzięki wprowadzeniu energii pręta ultradźwiękowego do zawiesiny, płynny azot odparowuje i tworzy się warstwa proszku na nie zwilżonej ściance zlewki. Po tym po głównym dyspergowaniu następuje dyspergowanie wtórne. W tym celu zawiesiną napełniono nową, czystą zlewką i dopełniono płynnym azotem do 600 ml. Dalej następuje ponowne dyspergowanie substancji stałej przez jedną minutę, aby dyspergowały osady na ściankach, utworzone podczas głównego dyspergowania, które przez przelanie zostają spłukane do nowej zlewki. Na końcu dyspergowania wtórnego, zawiesinę dopełnia się płynnym azotem do 600 ml, waży się i wprowadza do układu. Poszczególne zlewki, po ich ogrzaniu i schłodzeniu, waży się i notuje ich masy. Umożliwia to późniejsze określenie stężenia objętościowego w zbiorniku zawiesiny 5.

Ponieważ układ do powlekania podczas wytwarzania zawiesiny jest stale chłodzony, dlatego też konieczne jest płukanie zamontowanej na zbiorniku zawiesiny dyszy od wewnątrz na zewnątrz za pomocą gazowego azotu. Przy tym, w zbiorniku zawiesiny panuje nieznaczne nadciśnienie. Tym samym nie jest możliwe przedostanie się wilgotnego powietrza przez dyszę do układu do powlekania. Nie należy nie doceniać problematyki wilgotnego powietrza przy uruchamianiu nisko schłodzonego układu, ponieważ działa ono jak pułapka zimna.

Wilgotne powietrze, wnikające do układu do powlekania skrapla się w nim, woda zastyga w postaci kryształków lodu i zatyka układ do powlekania lub dyszę.

Po napełnieniu układu do powlekania zawiesiną, nastawia się żądaną przepustowość gazu rozpylanego (gazowy azot). Gaz rozpylany dzięki konstrukcji dyszy wytwarza ciśnienie spiętrzania przed otworem dyszy. Ciśnienie wytworzone za pomocą gazowego azotu (1) w zbiorniku zawiesiny musi być podwyższone co najmniej do ciśnienia spiętrzania, aby móc transportować zawiesinę. Zawiesina transportowana do dyszy jest drobno rozpylona. Na drodze od dyszy do uziemionej blachy, która porusza się przez komorę powlekania, krople i już istniejące cząsteczki proszku przelatują przez chmurę jonów, utworzoną przez wyładowanie koronowe. Napięcie na wierzchołku koronowym można nastawić na generatorze wysokiego napięcia między OkV a 90 kV. Na ogół jest ono nastawione na 20% do 25% napięcia maksymalnego. Ładunek, jaki otrzymuje kropka podczas przelatywania przez chmurę jonów, nie zmienia się przez odparowanie płynnego azotu.

Jeżeli proces powlekania jest zakończony, wówczas powleczone blachy są badane pod stereomikroskopem z 15-20-krotnym powiększeniem i oceniane.

Blachy ułożone na stale x-y są systematycznie nasuwane na pasma o szerokości 1 cm. Pasma o szerokości 0,5 cm na wszystkich krawędziach blachy nie uwzględnia się przy ocenie, aby nie włączać do oceny efektów, spowodowanych ewentualnie przez krawędzie blachy. Np. wiadomo, że w narożnikach o małych promieniach zakrzywienia osadza się więcej proszku niż na powierzchniach gładkich. Celem badania jest rozpoznanie struktur, które z wyglądu różnią się od wyglądu pojedynczych cząstek, albo ich wielkość nie jest zgodna z widocznym rozdzieleniem wielkości cząsteczek farb proszkowych, które zostało ustalone za pomocą dyfraktora laserowego. Jeżeli struktura została rozpoznana, wówczas jest ona bliżej oglądana w 165-krotnym powiększeniu.

Przykład V. Zastosowanie farby proszkowej

Do przeprowadzenia badań były udostępnione dwa układy farb proszkowych o różnym rozdzieleniu ziarna. Pierwszy układ farb proszkowych, biała farba proszkowa przemysłowa, występował w dwóch rozdzieleniach ziarna o dp,50,obj. —10,5 pm i dpso.obj. —40 /im. Cząsteczki farby mają ostre krawędzie i szorstką powierzchnię. Drugi układ farb proszkowych, farba proszkowa przezroczysta, występowała w pięciu różnych rozdzieleniach ziarna o dp,5o,obj. — 3,5 pm i dp5o,obj ~5,3 pm, dp,5o,obj. —8,9 pm i dp,5o,obj. — 10 pm, i w zmieleniu standardowym od dP^obj. —13,2 pm. Cząsteczki farby proszkowej przezroczystej mają

176 328 również ostre krawędzie. Powierzchnia, w przeciwieństwie do białej farby proszkowej przemysłowej jest gładka rozdz. (3). rozdz. (3.1). Farby proszkowe przezroczyste o dp,50,obj. ~8,9 um i dP^obj. « 10 μm, znajdowały się tylko w bardzo niewielkim zakresie. Dokładne badania odnośnie ich właściwości stosowania nie były możliwe. To samo dotyczy obu rozdzieleń ziarna.

Urządzenie do wytwarzania preparatu proszkowego w przykładzie wykonania przedstawiono na rysunku.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims (16)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania powłoki proszkowej na podłożu, w którym rozpyla się zawiesinę cząsteczek proszku, w skraplanym pod określonym ciśnieniem gazie, zwłaszcza cząsteczek farby proszkowej, a strumień rozpyłowy kieruje się na powlekane podłoże, znamienny tym, że stosuje się zawiesinę cząsteczek proszku w skroplonym gazie, przy czym gaz skrapla się pod ciśnieniem maksymalnie ŻCbdCFPa, a płynny gaz odparowuje się przed, podczas lub po rozpylaniu zawiesiny.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zastosowany do przeprowadzania w stan zawiesiny cząsteczek proszku skroplony gaz skrapla się pod ciśnieniem maksymalnie lOkli^Pa, korzystnie pod normalnym ciśnieniem.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny lym, że zawiesinę ogrzewa się pośrednio przed rozpylaniem pod podwyższonym ciśnieniem.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że krople gazu skroplonego odparowuje się bezpośrednio przez ogrzewanie promiennikowe i/albo przez zmieszanie zawiesiny z ogrzanym strumieniem gazu podczas rozpylania.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny lym, że zawiesinę miesza się z ogrzanym strumieniem gazu w pneumatycznej dyszy rozpyłowej.
6. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że zawiesinę rozpyla się w pneumatycznej dyszy rozpyłowej, przy czym strumień gazu ma temperaturę, która jedynie nieznacznie leży powyżej temperatury zawiesiny i że krople gazu ciekłego odparowuje się przez ogrzany drugi strumień gazu.
7. 7. Sposób według zastrz. 5 albo 6, znamienny tym, że wstępne ciśnienie zawiesiny w pneumatycznej dyszy rozpyłowej nastawia się przez regulowane ogrzewanie lub schłodzenie izolowanego zasobnika zawiesiny, z którego doprowadza się zawiesinę do pneumatycznej dyszy rozpyłowej.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że składowanie i transport między wytwórcą proszku a przetwórcą przeprowadza się w izolowanych pojemnikach transportowych, które zawierają wykorzystywaną do późniejszego rozpylania zawiesinę proszkową ze skroplonego gazu i cząsteczek proszku.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiesinę cząsteczek proszku wytwarza się w skroplonym gazie dopiero w dyszy, a krople gazu skroplonego odparowuje się pośrednio i/albo bezpośrednio przez ogrzewanie promiennikowe i ewentualnie przez zmieszanie zawiesiny w dyszy ze schłodzonym strumieniem gazu przy rozpylaniu i/albo przez ogrzany strumień gazu po rozpyleniu.
10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się cząsteczki proszku o średniej wielkości ziarna nie większej niż 15 μτη.
11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się cząsteczki proszku o średniej wielkości ziarna nie większej niż 10 μτη i maksymalnej wielkości ziarna nie większej niż 20 μτη.
12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się skroplony gaz o lepkości wynoszącej < 5 · 10⁷⁴ Ns/m², korzystnie < 10⁴ Ns/m².
13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząsteczki farby proszkowej, naładowane elektrostatycznie, skierowuje się na uziemioną część metalową.
14. 14. Urządzenie do przeprowadzania sposobu wytwarzania powłoki proszkowej, znamienne tym, że jest zaopatrzone w naczynie Dewara (7), znajdujący się w nim zasobnik proszku lub izolowany zasobnik dla zawiesiny proszkowej (2) z mieszadłem (3) połączonym z

    17(6328 silnikiem o napędzie ełektromagnesowym, ponadto zasobnik (2) jest połączony z butlą (1) napełnioną gazowym azotem i zawiesiną proszkową przenosi się dobrze izolowanym termicznie przewodem (4) do dyszy rozpyłowej (5) i stąd do komory powlekania (9), w której opyla się przedmiot do pokrywania (10), przy czym z zasobnika (8) ewentualnie doprowadza się środek chłodzący w postaci gazu do chłodzenia dyszy, a rozpylanie zawiesiny następuje za pomocą gazu pobieranego z zasobnika (6).
15. 15. Preparat proszkowy, zwłaszcza preparat farby proszkowej, znamienny tym, że stanowi go zawiesina cząsteczek proszku w gazie skroplonym pod ciśnieniem maksymalnie 20x10⁵Pa, zwłaszcza azocie.
16. 16. Preparat proszkowy według zastrz. 15, znamienny tym, że zawiera spoiwa z aktywnymi atomami H, łączone ze związkami, które zawierają wolne grupy izocyjanianowe albo grupy bezwodnikowe, związki zawierające grupy karboksylowe albo aminowe w połączeniu ze związkami, które zawierają grupy epoksydowe albo grupy karbodiimidowe, związki zawierające grupy aminowe, w połączeniu ze związkami, zawierającymi grupy węglanowe, układy, które utwardzają się według zasady dodawania Michaela albo układy utwardzające się w środowisku wilgoci.

    * * *