Verfahren zum Herstellen von Schichtüberzügen aus thermoplastischen Massen an ferromagnetischen Flächen Das Verfahren bezweckt, das Auftragen und vor übergehende Anhaften von pulverförmigen bis krümeli- gen fliermoplastischen, zunächst nicht kleebbenden Mas sen an magnetischen Flächen solange zu ermöglichen, bis diese Massen in einem weiteren Arbeitsgang, der häufig in erster Linie andere Zwecke hat, zu einem an der Fläche selbsthaftenden Schichtüberzug verschmolzen werden.
Das Verfahren eignet sich besonders zur Be schichtung von solchen Flächen, auf denen wegen ihrer Stellung aufgrund der Gravitation das Aufbringen von zunächst nicht klebenden, pulverförmigen bis krümeli- gen Massen erschwert oder verhindert ist.
Das Verfah ren eignet sich insbesondere zum Auftragen von pulver förmigen Korrosions-, Abrieb- und Dröhnschutzmassen an geneigten, senkrechten, überhängenden und unter waagrechten Eisenkonstruktionen, deren Stellung beim Aufbringen bis zum Aufschmelzen der thermopla stischen Schichtüberzüge nicht so angeordnet werden kann oder soll, dass die pulverförmigen Massen bis zum Aufschmelzen nicht abfallen oder abrutschen. Das Ab fallen oder Abrutschen dieser noch nicht klebenden,
pulverförmigen bis krümeligen Massen wird erfindungs- gemäss durch dem Pulver innewohnende Magnetkräfte bewirkt, die dieses an den zu beschichtenden Flächen vorübergehend festhalten.
Als ein Anwendungsgebiet der Erfindung kann das Beschichten von insbesondere senkrechten, geneigten und unter mehr oder weniger waagerechten Flächen von Automobilkarosserien, also unter der Karosserie und in den Randkästen sowie an senkrechten Flächen im In neren der Karosserie, mit Korrosions- und Dröhnschutz- massen in Betracht kommen.
Im übrigen kann die Erfindung überall da Anwen dung finden, wo thermoplastische Schutzschichten an Blech- und Eisenkonstruktionen, aufgetragen werden sol len und die Eisenkonstruktionen selbst beispielsweise mit Einbrennlacken lackiert werden oder aus sonstigen Gründen einer nachfolgenden Wärmebehandlung unter worfen werden.
Nach herkömmlichen Verfahren werden im Auto- mobilbau die äusseren Unterflächen der Karosserie mit einer Füllstoffe enthaltenden, thermoplastischen, aus Kunststoffen oder Teerpech oder Asphaltbitumen ent haltenden Masse gegen Korrosion, Steinschlag und Karosseriedröhnen geschützt. Desgleichen werden solche Massen auch innerhalb der Karosserie u. a. auch an senkrechten, geneigten und unter waagrechten Flächen, wie in den Türfüllungen, den Seitenwänden des Koffer raums und des Innenraums sowie unter Dach und Motor- und Kofferraumdeckel als Dröhnschutz und Schalldämmung verwendet.
Vorzugsweise werden hier bituminöse Massen in Form von klebrigen Emulsionen oder in Lösungsmitteln gelöst auf die Karosserieteile aufgespritzt und daran anschliessend das Emulsions- wasser oder die kohlenwasserstoffhaltigen Lösungsmit tel vorzugsweise in den Lackbrennkammern beim Bren nen der Grundlackierung bei Temperaturen bis zu 180 C verdampft.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, anstelle von Emulsionen oder Lösungen thermoplastische Mas sen in pulverförmnigem bis krümeligem Zustand zu ver wenden, wobei die beim Beschichten noch nicht kleben den Massen, soweit sie nicht aufgrund der Stellung der Blechkonstr"on, auf die sie aufgetragen werden sollen, aufgrund der Gravitationskräfte von selbst halten,
durch magnetisierte Beimischung solange zum Anhaften an den magnetischen Blechkonstruktionen veranlasst werden, bis die Masse unter Einwirkung entsprechender Wärme zu einem an der Blechkonstruktion selbstkleben den, geschlossenen Schichtüberzug verschmolzen ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge- kennzeichnet, dass pulverförmige bis krümelige Massen aus Feststoff- und Bindemittelpartikeln mit magnetisier baren Feststoffpartikeln zu magnetisierbaren Feststoff partikelagglomeraten aneinandergelagert und die so her gestellten,
pulverförmigen bis krümeligen Feststoffparti- kelagglomerate im Gaswirbelstrom durch eine Rohraus- trittsöffnung, die von einer elektrischen Spule, deren magnetisches Feld praktisch axial durch das Transport rohr verläuft, umgeben ist, ausgeblasen werden,
und die magnetisierbaren Bestandteile der Feststoffpartikelagglo- merate beim Durchschnitt durch das magnetische Feld im Transportrohr magnetisiert und auf ferromagnetische Flächen aufgeblasen werden, und die mit den Feststoff partikelagglomeraten beschichteten ferromagnetischen Flächen anschliessend unter mindestens teilweiser Aus nutzung von durch den Fabrikationsprozess oder eine Fabrikationseinrichtung gegebener Wärme bzw.
Erwär mungseinrichtungen einer Wärmebehandlung im Tem- peraturbereich oberhalb des Schmelzpunktes der ther moplastischen Bestandteile der Feststoffpartikelagglo- merate unterworfen werden.
Die Herstellung solcher Mischungen ist in Anwen dung vom Wirbelstromverfahren möglich.
Die Feststoffpartikeln werden vorzugsweise kalt und in einem kalten Gasstrom so aufgewirbelt, dass sie sich individuell voneinander getrennt in einem aufgelockerten Zustand kurzzeitig in Schwebe halten. In dieses Fest stoff-Gas-Gemisch wird ein thermoplastisches Binde mittel so eingesprüht, dass feinste Tröpfchen des heissen Bindemittels mit Feststoffpartikeln zusammenprallen.
Die Bindemitteltröpfchen, .die bereits nach ihrer Ent stehung im Sprühkegel durch das kalte Gas im Misch raum eine gewisse Abkühlung erfahren haben, erkalten beim Zusammenprall mit Feststoffpartikeln so, dass sie plastisch bis starr werden. Durch den Zusammenprall kleben die getroffenen Feststoffpartikel an dem Binde- miruekrröpfchen an,dass so mehr oderwenvger vollständig mit Feststoffpartikeln paniert wird.
Die so entstandenen Bindemittel-Feststoff-Partikel ergeben .ein nicht kleben des, pulverförmiges schütt- und blasfähiges Gemisch, sofern der Bindemittelanteil nicht so hoch ist, dass freie Bind emittelpartikelchen in der Mischung vor handen sind.
Es ist also vorzugsweise dafür Vorsorge zu treffen, dass das Bindemittel-Feststoff-Partikel-Ver- hältnis ein möglichst vollständiges Einhüllen der Binde m ttelpartikea mit Feststoffpantikeln gewährleistet.
Einen schematischen Schnitt durch ein derartiges Panikelchen zeigt Fig. 1, wobei darstellen: B =Binde mitteltropfen, M=Magnetisierbare Feststoffteilchen, N=Nichtmagnetisierbare Feststoffteilchen.
Derartige Mischungen können nach bekannten Ver fahren hergestellt werden, wie sie bereits bei Abraham, Asphalts and Allied Substances , 3rd Edition 1929, oder in der deutschen Zusatzpatentschrift Nr. 637 300 zum Hauptpatent Nr. 600 184 als Wirbelstrommischver- fahren oder in der deutschen Patentschrift Nr. 933 497 als mechanisches Wirbelstromverfahren beschrieben ist.
Nach den vorgenannten Verfahren können kontinuier lich oder diskontinuierlich Lager- und transportfähige, pulverförmige Mischungen zwischen Bindemitteln und Feststoffen hergestellt werden, die sich bei entsprechen der Erwärmung verflüssigen.
Nach einem Ausführungsbeispiel werden 30 Ge wichtsprozent eines im Temperaturbereich von 220 C liegenden dünnflüssigen Bitumens B85/40 in ein aufge wirbeltes, kaltes Gemisch von 60 Gewichtsprozent Asbestmehl und 10 Gewichtsprozent Magnersiitmehl @(Fe203Fe0) versprüht.
Die verwendeten Mischungskomponenten können nach Belieben sowohl hinsichtlich der Materialien als auch der Mengen variiert werden. Es ist lediglich darauf zu achten, dass das magnetisierbare Material so stark magnetisierbar ist,
dass die Summe der Magnetkräfte der einzelnen Partikel grösser ist als die Summe der Schwer kraft aller Partikel und dass die Mischung durch zu hohen Bindemittelpartikelgehalt nicht ihren pulverförmi gen bis krümeligen Charakter verliert.
Sodann wird die pulverförmige bis krümelige Masse mittels eines Gasstromes nach bekannten Wirbelstrom verfahren von einem Vorratsbehälter durch Rohrleitung zu einem pistolenartigen Rohrstutzen transportiert, wäh rend des Durchtritts durch .den Rohrstutzen magnetisiert und auf die gewünschte Fläche aufgeblasen.
Das Gemisch kann zwar schon aus magnetisierten Partikeln hergestellt werden oder direkt nach der Her stellung magnetisiert oder an einer beliebigen Stelle im Rohrleitungssystem zum Austrittsstutzen magnetisiert werden. Dies kann jedoch gegenüber dem Magnetisieren unmittelbar vor dem Austritt aus dem Stutzen Nachteile haben. Magnetisierte pulverförmige Materialien lassen sich wegen ihrer magnetischen Kohäsionskräfte schlecht mit anderen Materialien mischen. Auch ist das Mischen in magnetischen Mischaggregaten erschwert.
Schliesslich ist der Transport magnetisierter Massen im Gaswirbel strom wegen der magnetischen Kohäsionskräfte und der damit verbundenen Ballungen schlecht kontrollierbar, selbst wenn die Transportleitungen nicht aus magneti schen Materialien bestehen. Abgesehen davon ist die Lagerung von magnetisierten Materialien mit geringer Remanenz beschränkt, was die Möglichkeiten der Wahl der magnetisierbaren Bestandteile der pulverförmigen Masse wesentlich einschränkt.
Nach einem Ausführungsbeispiel wird die Masse durch eine wie in Fig. 2 dargestellte Rohraustrittsöff- nung 1 geblasen, die in einer elektrischen Spule 2 sitzt, deren magnetisches Gleichfeld 3 sich vorzugsweise axial durch das Innere des Rohres erstreckt.
Bei dem Durch fliegen des Rohrabschnittes innerhalb der Spule werden die im Gasstrom schwebenden magnetisierbaren Parti- kelchen 4 durch das magnetische Feld der Spule ma- gnefisiert. Die Magnetisierung der Panikelchen kann durch Variierung der Feldstärke je nach Spulengrösse bzw.
Windungszahl sowie den sie durchfliessenden Stromes mehr oder weniger nach Massgabe der dem jeweiligen Material entsprechenden Hysteresisschleife ge steuert werden.
Es ist lediglich darauf zu achten, dass die Fortbewegungskraft des Partikelchens im Gasstrom so gross ist, dass die magnetische Anziehungskraft inner halb des von der Spule umgebenen Rohrabschnittes, ins besondere an den Austrittsstellen der Feldlinien aus dem Rohrabschnitt,
überwunden werden und das Parti- kelchen durch den Gasstrom noch so nahe an die ma- gneräische Fläche oder an schon auf ihr anhaftende ma- gnetische Pärtikellr-hen herangetragen werden kann, dass die Annäherung und Haftung durch die ihm innewoh nenden Magnetkräfte gewährleistet ist.
Während normalerweise vorteilhaft die Spule von Gleichstrom durchflossen wird, um ein gleichgerichtetes Magnetfeld innerhalb des Rohrabschnittes zu erzeugen, kann es bei Materialien mit entsprechend hoher Rema- nenz von Vorteil sein, zur Erleichterung des Durchtritts des Gas-Feststoff-Gemisches durch den Rohrabschnitt die Spule mit Wechselstrom zu versorgen.
Dadurch kann bei gleicher Spulengrösse ein entsprechend starkes, ständig wechselndes Feld hervorgerufen werden, das eine entsprechend starke Magnetisierung der magneti- sierbarrcm Partnkelchen gewährleistet. Zwar führt dies auch ständig zur Entmagnetisierung und erneuten Ma- gnetnsierung während des Durchflusses der Teilchen, was jedoch dann nicht von Nachteil ist,
wenn es sich um ferromagnetische Verbindungen handelt, die eine so hohe Remanenz und Koerzitivkraft haben, dass sie bei Austritt aus dem Feld noch nicht vollständig entmagne tisiert sind.
Bei Verwendung eines gleichgerichteten magne tischen Feldes entsprechender Feldstärke, die eine ent sprechend lange Spule voraussetzt, kann die Gefahr von Stauungen im Rohrabschnitt im Inneren der Spule da durch vermieden werden, dass man die Feldlinien nach relativ kurzer Strecke aus dem Rohrabschnitt austreten lässt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man, wie in Fig. 3 dargestellt, sich die Spule 1 in Transportrich- tung des Gasstromes konisch erweitern lässt, da die Feldlinien 2 immer mehr oder weniger parallel zur Achse der Spule ausgerichtet sind.
Vorzugsweise ist der Rohrabschnitt 3 aus diamagnetischem Material herge stellt, um Beeinflussungen der Feldlinien zu vermeiden.
Zur Erleichterung des Durchsatzes des Partikel stromes kann die Spule auch mit zerhacktem Gleich strom gespeist werden. Dadurch wird das Magnetfeld während des Partikeldurchflusses ständig auf- und ab gebaut, die Partikel schrittweise magnetisiert und zwi- schenzeitlich nicht am unbeeinflussten Durchtritt durch den Spulenabschnitt gehindert.
Die aus dem Rohrabschnitt austretenden und auf die zu beschichtende Fläche aufprallenden Partikelchen bilden eine relativ dichte Schicht; .diese Schicht kann bei entsprechend starken Magnetkräften noch durch Rütteln der Fläche verdichtet werden, was eine zwangsläufige Folge beim Transport, beispielsweise im Automobilbau beim Transport der Karosserie nach Beschichtung mit der pulverförmigen Masse auf dem Transportband, ist.
Mit Rücksicht auf die Länge des Transportweges, die Überwindung des Magnetfeldes, Gewicht und Struk tur der Partikel kann es notwendig sein, mit einem so hohen Gasdruck und so hoher Austrittsgeschwindigkeit zu arbeiten, dass der Gasstrom beim Aufprallen auf der Fläche starke Wirbel bildet, die die aufprallenden Par tikel mitreissen und ziellos zerstreuen.
Um dies zu ver- meiden, kann, wie in Fig. 4 dargestellt, das Austrimtsrohr 1 in Transportrichtung hinter der Spule 2 durch ein ringförmiges Mantelrohr 3 versehen werden, durch das ein Teil des Gasstromes 4 seitwärts abfliessen kann. Der weiterführende Rohrabschnitt 5 kann dann einen ge ringeren Querschnitt haben.
Dadurch wird der Strom der magnetisierten Partikel 6 nicht abgeleitet, da diese aufgrund ihrer Massenträgheit einerseits in der nach Spulenaustritt gegebenen Richtung weiterfliegen und sich im übrigen auf Grund ihrer den einzelnen Parti- kelchen innewohnenden Magnetkräfte zur Achse des Rohres bewegen und so in einem Gasstrom mit grösserer Partikeldichte 7 im Zentrum des Rohrabschnittes wei terfliegen.
Dagegen kann ein Teil des an der Peripherie des Rohrquerschnittes fliessenden Gasstromes, der nach Durchtritt durch das Magnetfeld nur noch überwiegend nicht magnetisierte Partikel enthält, weil diese eventuell kein magnetisierbares Partikelteil enthalten, seitlich ab- fliessen.
Sodann wird die magnetische Fläche und die auf ihr aufsitzende Schicht solange und stark erhitzt, bis durch Überschreiten des Schmelzpunktes des thermo plastischen Bindemittels die pulverförmige Masse zu einem je nach Dicke des Pulverauftrages mehr oder weniger dicken Film verschmilzt;
während des Plastisch- werdens des thermoplastischen Bindemittels wirken die magnetisierten Partikel noch insofern vorteilhaft zur Verdichtung der Schicht und der Haftung mit,
als sie sich bei Verringerung der Reibung durch das Plastisch- und Flüssig Werden des Bindemittels durch ihre Magnetkraft in Richtung auf die magnetische Fläche zu bewegen und durch das Sich-in-Bewegung-Setzen unter Umständen den Fluss des Bindemittels in Gang bringen oder vorteilhaft beeinflussen.
Nach einem Ausführungsbeispiel. wird auf der Un terseite einer Kraftfahrzeugkarosserie eine magnetisierte Mischung von 30 Gewichtsprozenten Bitumen B 85/40 mit 60 Gewichtsprozent Asbestmehl und 10 Gewichts prozent Magnetitmehl in einer 2 mm dicken Schicht aufgeblasen.
Sodann wird die Karosserie, die bereits vor dem Auftragen der Korrosionsschutzschicht mit einem 60-100 ,u dicken Grundlack versehen wurde, in eine Lackbrennerkammer gebracht, in der die Karosse für 3-l0 Minuten auf Temperaturen von 120-180 C durch heisse Umluft erhitzt wird.
Durch diese Wärmebehand lung verflüssigen sich die in Feststoffpartikelchen einge betteten Bindemittelpartikelchen und verschmelzen mit diesen und ,den benachbarten Partikelchen zu einem gleichmässigen, geschlossenen Schichtüberzug.
Es kann von Vorteil sein, der Mischung Beimischun gen hinzuzufügen, die das Fliessvermögen des thermo plastischen Bindemittels in bestimmten Temperaturbe reichen erleichtern.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat gegenüber den herkömmlichen Verfahren, nach denen eine Lösung oder eine Emulsion auf zu beschichtende magnetische Flächen aufgespritzt wird, eine Reihe von im folgenden näher dargestellten Vorteilen.
Korrosions;schutzschichten aus Bitumen- <I>oder</I> so"- gen Bindemittellösungen habenden Nachteil, däss beim Verdampfen des Lösungsmittels in der Schicht mit der Aussenfläche verbundene kleinste Poren entstehen, durch die War durchdiffundmeren kann.
Demgegen über hat die erfindungsgemässe Schutzschichit eine ge schlossene Aussenfilmschicht. Etwa vorhandene kleinste Lufteinschlüsse, die aus der lockeren Pulverschicht her rühren, werden beim Verschmelzen des Bindemittels verschlossen, so dass ,eine Korrosion der magnetischen Fläche ausgeschlossen ist, solange die Schicht nicht stark beschädigt ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat den weiteren Vorteil, dass weder aus Gesundheits- noch feuerpoli zeilichen Gründen technische Massnahmen zur Ver meidung von Körperschäden und Explosionsgefahr ge troffen werden müssen, da keine Lösungsmittel Ver wendung finden.
Die erfindungsgemäss aufgetragene Schicht kann, vor .dem Verschmelzen leicht ohne besondere Mittel von den Stellen entfernt werden, an denen sie nicht ge wünscht wird, während für das Entfernen ,der Emul sionen und Lösungen auch vor dem Trocknen Lösungs mittel verwendet werden müssen. Abgesehen von dem grösseren Aufwand, können bei der Entfernung ,einer frisch aufgetragenen Emulsion oder Lösung durch Lösungsmittel Schäden an .dem Grundlack des Blech teiles eintreten.
Ein weiterer technischer Vorteil gegenüber den her kömmlichen Verfahren ist der Umstand, dass sich die fertige Mischung in Säcken oder offenen Gebinden und Silos transportieren und lagern lässt, während Emul sionen nur in luftdicht abgeschlossenen Gebinden trans portiert werden können.