SE445893B - Forfarande for elektrostatisk ytbeleggning av foremal som helt eller delvis bestar av isolermaterial - Google Patents

Description

7904609-0 bildning av elektriska kryjpsträckor. De är därför olämpliga för många ändamål. t ex i samband med användning av föremålen till- sammans med elektriska konstruktionsdelar eller för skyddsiso- lering. Vidare har de för erhållande av det ledande grund- skiktet använda medlet en benägenhet att genom migrering från lösningsmedlet under den termiska efterbehandlingen förorsaka por- och blåsbildning i det bildade överdraget och sålunda in- verka menligt på skiktets kvalitet. Sådana skiktstörningar kan även uppträda genom uppkommet stänk under den elektrostatiska appliceringen till följd av utskjutande kanter eller spetsar eller ojämn ytkonduktivitet. En annan nackdel hos nämnda me- toder är att de i många fall inte kan användas av säkerhets- tekniska skäl. De kräver extra anordningar för kontroll av jordningen. Detta beror på att ytan visserligen är ledande men att man till följd av den mestadels punktformiga upphängningen inom avskärmade områden av föremålet, som även är svårtillgäng- liga för förbehandlingsmedlet, ej kan åstadkomma tillräckligt lågt jordningsmotstånd. Därför kan det vid den elektrostatiska appliceringen bildas gnisturladdningar vid upphängningsställe- na.

Vidare är det känt att använda medel för ytbehandling av isolerande material, som innehåller pigment, som före ytbe- handlingen aktiveras medelst strålningsenergi och därigenom förlänas en ledande yta med en ytresistans mindre än 108 Ohm (västtyska Offenlegungsschrift 2 042 778). Att använda detta medel och för detta ändamål erforderliga strålningsapparatlmen är dock ekonomiskt ineffektivt. Därtill kommer att de ovan be- skrivna nackdelarna uppträder även här och detta gäller även risken för gnistbildning. Denna uppkommer genom att områden omkring upphängningspunkten genom sitt i regel avskärmade läge utsätts för en lägre strålningsdos och under rådande omständig- heter ej aktiveras tillräckligt.

De likaledes kända metoderna för metallisering av plast genom metallförångning, elektrolytisk utfällning eller grafi- tering kräver höga anläggningstekniska investeringar och upp- visar samma nackdelar som ovannämnda metoder. Detta gäller sår'- skilt för sådana föremål, som är avsedda för elektrisk appara- tur.

Målet för uppfinningen var att möjliggöra elektrostatisk ytbeläggning av föremål, som helt eller delvis består av isole- 7904609-0 rande material, utan att därvid deras isolerande egenskaper men- ligt påverkas, såsom t.ex. genom föregående applicering av ett elektriskt ledande skikt. Vidare skall uppkomsten av gnist- urladdningar på föremålets yta förhindras.

Enligt uppfinningen anbringas på det av isolerande ma- terial bestående eller med ett isolerande överdrag försedda föremålet en elektrostatiskt halvledande verkande yta med en ytresistans mellan 109 och 1012 Ohm, uppmätt mellan tvâ, på ett avstånd av 1 cm från varandra anordnade, 10 cm långa skärelekt- roder (enligt TGL 15347) och därefter pâföres denna ett flytan- de, pulverformigt eller annat rinnande material med hjälp av ytbeläggningsapparatur, som arbetar efter principen för elekt- rokinetisk uppladdning eller på annat sätt frambringar ett elektriskt uppladdat partikelmoln av det förstoftade ytbelägg- ningsmaterialet, som är luftjonfattigt.

Med elektrostatiskt halvledande yta förstås enligt uppfinningen ett tillstånd, då ytan visserligen inte längre kan anses som elektriskt ledande, men inte hefler uppvisar den för elektriskt isolerande material karakteristiska höga ytre- sistansen.

Det har nämligen visat sig att sådana, elektriskt ic- ke ledande ytor kan ytbeläggas elektrostatiskt om man för på- förandet av det pulverformiga eller på annat sätt flytande yt- beläggningsmaterialet använder ytbeläggningsapparatur, som åstadkommer ett elektriskt uppladdat partikelmoln av det för- stoftade ytbeläggningsmaterialet, som är luftjonfattigt. Där- igenom inträder endast en laddningstransport från ytbeläggnings- apparaturen till föremålet genom de uppladdade partiklarna.

Däremot transporteras inte laddning till föremålet genom en luftjonström, varför man kan avstå från ett elektriskt ledande skikt.

Till de luftjonfattiga ytbeläggningsapparaterna räk- nas sprututrustning med inre uppladdning, dvs utan utåt verkan- de koronaelektroder, t.ex. med elektrokinetisk pulveruppladd- ning (östtyska patentskriften 106 308), eller virvelbäddanlägg- ningar med elektrokinetiska uppladdningsorgan (östtyska patent- skriften 113 289) eller med under ytbeläggningen urkopplade upp- laddningselektroder (östtyska patentskriften 123 644).

Den elektrostatiskt halvledande verkande ytan hos det isolerande materialet kan enligt en utföringsform av uppfin- 7904609-0 4 ningen åstadkommas genom att det isolerande materialet* före den formgivande bearbetningen uppblandas med entistatiskt ver- kande tillsatser och föremålet efter eller under formgivningen utsätts för en uppvärmningsprooess, under vilken de antista- tiska tillsatserna diffunderar in i ytan. Denna diffunderings- process kan även komma till stånd genom att föremålet lagras under en tid av en dag eller längre.

En annan möjlighet att åstadkomma elektriskt halvledan- de verkan ytor av isolerande material består i att på föremå- let anbringa en vattenlösning, som innehåller 'l - 'IO viktpro- cen av en kvartär ammoniumförening och O - 5 viktprocent av en skumretardator, eller en blanzdning på basis av organiska lös- ningsmedel, som innehåller 5 - 40 viktprocent av en kvartär ammoniumförening och 95 - 60 viktprocent av en ester av en lägre alifatisk monokarbonsyra, företrädesvis butylacetat.

Därvid kan påförandet ske enligt kända metoder, t ex genom sprutning, doppning, bestrykning eller genom ångpåföringstek- nik. Genom termisk torkning av föremålet och påföring av det pulverformiga materialet på. det ännu varma föremålet kan effekten förstärkas.

En föredragen åtgärd i samband med processens genomfö- rande består i att före ytbeläggningen sätta fast det av isole- rande material bestående föremålet med hjälp av en upphängnings- anordning, som åtminstone inom det med föremålet i beröring kom- mande området likaledes består av isolerande material. Därvid förses ytan hos denna del antingen före upphängningen av före- målen eller gemensamt med dem enligt någon av de beskrivna metoderna med en elektrostatiskt halvledande verkande yta.

Fördelen med användning av lösningen enligt uppfinningen består i att den möjliggör elektrostatisk ytbeläggning av iso- leringsmaterial utan att dess yta dessförinnan måste förses med en ledande beläggning. Användningen av en elektrostatiskt halvledande verkande yta påverkar däremot ej den efterföljande användningen av föremålen i elektrisk apparatur, eftersom de sålunda behandlade matsmialen räknas till de elektriska isole- ringsmaterialen. Med användningen av lösningen åstadkommes också en höjning av den tekniska säkerheten, eftersom det vid den elektrostatiska ytbeläggningen av isoleringsmaterial med en 5 7904609-0 ytresistans större än 409 Ohm det ej kan utbildas nägra tänd- bara gnisturladdningar från dessa. Dessutom förbättras över- dragets kvalitet, eftersom till följd av den endast elektro- statiskt halvledande ytan utskjutande kanter och spetsar i betydligt mindre utsträckning leder till fältinhomogeniteter och tendenser till stänk ej längre uppträder. Därigenom upp- når man en hög likformighet på skiktets tjocklek. Uppkomsten av porer eller blåsor genem stänk undertrycks dessutom. Det senare fenomenet påverkas även därigenom att under den termis- ka efterbehandlingen ej någon migrering av lösningsmedel före- kommer som kan leda till por- eller blåsbildning, eftersom tjockleken på det elektrostatiskt halvledande skiktet ligger inom molekylära dimensioner.

Några utföringsexempel anges nedan för åskådliggörande av olika varianter av lösningen enligt uppfinningen. Först be- lyses uppfinningen i anslutning till elektrostatisk ytbelägg- ning av en kåpa av polyester. Framställningen av den ytbelagda delen skedde enligt nedan angivna förfaringssteg.

Före bearbetningen i strängsprutmaskin försattes ut- gångsmaterialet med ett antistatiskt verkande medel i form av t ex alifatiska aminföreningar eller alkylsulfonat i en mängd av 0,02 - 2 viktprocent. Därefter företogs pressning i form under temperaturpåverkan, så att man fick en påskyndad diffu- sion av det antistatiska medlet in i ytan. Därefter följde den elektrostatiska plastytbeläggningen, varvid delarna placerades på en jordad jigg av metall och doppades ned i en virvelbädd.

Pulver i denna bädd sögs ständigt upp för elektrisk uppladdning och efter det att denna ägt rum återfördes det åyno till virvër bädden.

Ett annat utföringsexempel är den elektrostatiska pul- verbeläggningen av en kåpdel av formpressat material. Denna anordnas först fast i en upphängningsanordning med plasthakar.

Genom att doppa npphängningsanordningen eller jiggen i en lös- ning bestående av en blandning av 5 viktprocent dimetylamino- ättiksyradodecylamidklorid och 95 viktprocent vatten förlänas kåpdelarna och hakarna eneiektrostatiskt halvledande yta. Efter viss dropp- och avdunstningstid företogs med hjälp av sprut- anordningar med elektrokinetisk pulveruppladdning en elektro- statisk påföring av ett epoxihartspulverskikt, som på känt 7904609-0 sätt genom termisk efterbehandling: i brännugn fick smälta in och hårda. I detta utföringsexempel kan större skikttjooklekar eller överdrag med högre likformighet på skikttjockleken upp- nås genom att föremålet före ytbeläggningen torkas vid en tem- peratur omkring eller .något över 'IOOOC och pulverpåföringen sker på det ärmu varma föremålet.

Ett annat utföringsexempel bestod däri att man företog ytterligare en elektrostatisk ytbeläggning av ett redan med ett lack- eller plastöverdrag försett föremål av metall eller isoleringsmeaterial i syfte att reparera ytskador eller uppnå större skikttjocklek. På dessa föremål anbringades före den andra ytbeläggningen genom påsprutning av en organisk lösning innehållande 85 viktprocent butylacetat och '15 viktprocent di- metylaminoättiksyradodecylamidklorid en elektrostatiskt halv- ledande verkande yta och därefter påfördes det pulverformiga y/.tbeläggningsmaterialet med hjälp av luftjonfattiga sprut- pistoler, som ej uppvisade några utåt verkande koronaelektro- der, utan laddade upp pulvret med hjälp av inuti sprutappara- turen anordnade uppladdnings- och motelektroder. ínsmältningen och härdningen skedde sedan på känt sätt.

Ytterligare ett utföringsexempel på förfarandet enligt uppfinningen bestod i elektrostatisk plastpåföring av godsde- lar, hos vilka blåsor och andra ytojämnheter jämnades ut med elektriskt isolerande spackelmassor. Genom att överdra det spacklade ytområdet med en lösning av beskrivet slag erhölls på dessa ställen en elektrostatiskt halvledande verkande yta.

Efter torkning, som eventuellt understöddes genom uppvärmning, företags ytbeläggningen av föremålet genom doppning i en vir- velbädd med elektrokinetisk pulveruppladdning eller med hjälp av annan luftjonfattig çytbeläggningsapparatïrc.

Claims (7)

7904609-0 Patentkrav
1. l. Förfarande för elektrostatisk ytbelâggníng av föremål, som helt eller delvis består av isoleringsmaterial, k ä n n e - t e c k n a t av att på föremålet anbringas en elektro- statiskt halvledande verkande yta med en ytresistans mellan 109 och l0l2 ohm. uppmätt mellan två, på ett avstånd av 1 cm från varandra anordnade, lO cm långa skärelektroder (enligt TGL 15347), och att därefter påföras ett pulverformigt eller annat rinnande material med hjälp av ytbeläggningsapparatur. som arbetar efter principen för elektrokinetisk uppladdning eller på annat sätt ger ett elektriskt uppladdat partikelmoln av det förstoftade ytbeläggningsmaterialet, och som är luft- jonfattigt.
2. 2. Förfarande enligt krav 1. k ä n n e t e c k n a t av att för erhållande av den elektrostatiskt halvledande verkande ytan isoleringsmaterialet före en formgivande bearbetning upp- blandas med antistatiskt verkande tillsatser och efter eller under formgivningen föremålen utsätts för en uppvärmningspro- cess, under vilken de antistatiska tillsatserna diffunderar in i ytan.
3. 3. Förfarande enligt krav l. k ä n n e t e c k n a t av att för erhållande av den elektrostatiskt halvledande verkande ytan isoleringsmaterialet före en formgivande bearbetning upp- blandas med antístatiskt verkande tillsatser och efter form- givningen föremålen lagras en tid av en dag eller längre, under vilken de antistatiska tillsatserna diffunderar in i ytan.
4. 4. Förfarande enligt krav l. k ä n n e t e c k n a t av att för erhållande av den elektrostatiskt halvledande verkande ytan isoleríngsmaterialet påföres en vattenlösning. som inne- håller l - 10 viktprocent av en kvartär ammoniumförening och 0 - 5 viktprocent av en skumdâmpare. 7904609-0
5. 5. Förfarande enligt krav 1, K ä n n e t e c k n a t av att för erhållande av den elektrostatiskt halvledande verkande ytan på ísoleríngsmaterialet anbringas en blandning på basis av organiska lösningsmedel. som innehåller 5 ~ 40 viktprocent av en kvartär ammoniumförening och 95 - 60 viktprocent av en ester av en lägre alifatisk monokarbonsyra, företrädesvis butylacetat.
6. 6. Förfarande enligt krav 1 - 5, K ä n n e t e c k n a t av att föremålet för den elektrostatíska ytbeläggningen utsätts för en termisk behandling och att påförandet av ytbeläggnings- materialet sker på det ännu varma föremålet.
7. 7. Förfarande enligt krav l, K ä n n e t e c k n a t av att föremålen innan de ytbeläggs monteras í en upphängníngsanord- ning. som helt eller delvis består av ísoleríngsmateríal och på vars delar av isoleringsmaterial före upphängningen av föremålen eller gemensamt med dem en elektrostatiskt halvle- dande verkande yta anbringas.