CS204128B1

CS204128B1 - Method of electrostatic coating the workpieces by the powdery coating substances in the fluid bed and facility for making same

Info

Publication number: CS204128B1
Application number: CS822576A
Authority: CS
Inventors: Peter Dressler; Wolfgang Kleber
Original assignee: Peter Dressler; Wolfgang Kleber
Priority date: 1976-01-27
Filing date: 1976-12-15
Publication date: 1981-03-31
Also published as: DD123644A1; DE2650338A1; HU182502B

Abstract

The fluidised bed for electrostatic workpiece coating, reduces coating time and danger of ignition of the fluidised coating powder is eliminated. Relatively low voltages and high powder concentrations can be used. The earthed workpiece (6) is immersed in the fluidised layer (5) itself, which accommodates also the charging and the opposite electrodes (7). The electrically charged powder particles are deposited on the workpiece. The opposite electrodes ensure constant charging of the powder particles independently of the workpiece (6) within the fluidised layer. The voltage on the electrodes is disconnected or reduced to a low, non dangerous value before immersion of the workpiece and for the duration of coating.

Description

Vynález se týká způsobu elektrostatického povlékání obrobků práškovitými povlékacími hmotami ve fluidním loži za využití metody fluidace, jakož i zařízení k provádění tohoto způsobu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for electrostatic coating of workpieces with powder coating compositions in a fluidized bed using a fluidization method, as well as an apparatus for carrying out the method.

U známých způsobů elektrostatického povlékání plastickými materiály ve fluidním loži se uzemněný obrobek ponoří do práškového oblaku rozvířeného vzduchem.In known methods of electrostatic coating of plastics materials in a fluidized bed, the grounded workpiece is immersed in a powder cloud swirled by air.

Doprava částic k obrobku a přilnutí na povrchu obrobku se vyvolává elektrickými silami. Ve fluidním loži jsou proto koronové elektrody, které jsou připojeny na vysoké napětí a jsou zpravidla vytvořeny v podobě jehel nebo drátu. Ionty vznikající v jejich blízkosti se ukládají na částice a vedou k jejich nabití.The transport of the particles to the workpiece and adherence to the workpiece surface is caused by electrical forces. In the fluidized bed there are therefore corona electrodes which are connected to a high voltage and are generally in the form of needles or wire. The ions formed near them deposit on the particles and lead to their charging.

Aby se na povrchu obrobku vytvořil rovnoměrný povlak, je zapotřebí rozvířit prášek tak silně, aby se nad fluidující vrstvou vytvořil ještě oblak prášku, ve kterém nastává povlečení obrobku. Tato podmínka omezuje použití známých elektrostatických zařízení s fluidním ložem na obrobky jednoduchého geometrického tvaru a malých rozměrů.In order to form a uniform coating on the workpiece surface, it is necessary to swirl the powder so strongly that a cloud of powder is formed above the fluidizing layer in which the workpiece coating occurs. This condition limits the use of known fluidized bed electrostatic devices to workpieces of simple geometric shape and small dimensions.

Další nevýhodou je, že k dosažení dostatečného nabití částic prášku je zapotřebí silného kOronovéhO¹ výboje, který vyžaduje výsoké napětí, nejméně 40 kV. Při užití tak vysokého napětí existuje v důsledku malé v zápalném oboru ležící koncentrace částic v práškovém oblaku nebezpečí zažehnutí elektrickými jiskrami, které vznikají při poklesu potřebné minimální vzdálenosti mezi koronovou elektrodou a obrokem, čímž technické použití postupu je vůbec problematické. V důsledku snadné zápalnosti práškového oblaku není také možné, aby obrobek byl předehříván pro dosažení silnějších vrstev.Another drawback is that to achieve sufficient charge powder particles is required strong corona discharge ^1, which requires a high voltage of 40 kV. When using such a high voltage, due to the small concentration of particles lying in the powder cloud lying in the ignition cloud, there is a danger of ignition by electric sparks which arise when the required minimum distance between the corona electrode and the workpiece is reduced. Due to the easy flammability of the powder cloud, it is also not possible for the workpiece to be preheated to achieve thicker layers.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se povlékaný obrobek, s výhodou uzemněný, ponořuje do fluidační vrstvy, která je prostoupena elektrickým polem. Při ponoření obrobku do fluidační vrstvy se přeruší vnější napájení elektrického pole.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the method according to the invention, which consists in immersing the coated workpiece, preferably grounded, in a fluidized bed which is permeated by an electric field. When the workpiece is immersed in the fluidizing layer, the external power supply to the electric field is interrupted.

Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je tvořeno fluidním .ložem, sestávajícím z nádržky a z náběžného prostoru, které jsou od sebe odděleny průlinčitým náběžným dnem, a jeho podstata spočívá v tom, že fluidní lože a náběžné dno jsou shodně s uspořádáním elektrod vytvořeny z izolační látky nebo/a z kovu, zejména spékaného kovu, a nabíjecí elektrody a protielektrody jsou vytvořeny ve tvaru desek, mříží, drátů nebo hrotů.The device for carrying out the method according to the invention consists of a fluidized bed consisting of a reservoir and a lead-in space separated from each other by a lead-in lead-in base, characterized in that the fluidized bed and lead-in base are made of insulating material and / or from metal, in particular sintered metal, and the charging electrodes and counterelectrodes are formed in the form of plates, grilles, wires or spikes.

Nabíjecí elektrody a protielektrody mají oproti uzemněnému obrobku různou polaritu. Dále pro snížení doby povlékání jsou přídavné uzemněné protielektrody upraveny ve fluidní vrstvě proti nabíjecím elektrodám, připojeným na vysoké napětí. Nabíjecí elektory, připojené na vysoké napětí, jsou obaleny průlinčitou izolační látkou nebo materiálem s nízkou vodivostí.The charging electrodes and counterelectrodes have different polarity from the grounded workpiece. Further, to reduce the coating time, additional grounded counter electrodes are provided in the fluidized bed against the high voltage charging electrodes. The high voltage charging elec- trators are encased with a porous insulating material or low-conductivity material.

Výhody, jichž je vynálezem dosaženo, záleží v rozšíření oblastí použití elektrostatických zařízení s fluidním ložem při zkrácené době povlékání, jakož i v dosažení zjednodušené a bezpečné obsluhy.The advantages achieved by the invention lie in the extension of the field of application of fluidized bed electrostatic devices with a reduced coating time as well as in a simplified and safe operation.

Při elektrostatickém povlékání je pracováno s menšími napětími a s vysokou koncentrací práškových částic.In electrostatic coating, lower voltages and high concentrations of powder particles are used.

Jelikož nabití částic mezi elektrodami ležísími na různých potenciálech nastává i tehdy, když se neponoří žádný obrobek, a částice na základě jejich vysokého elektrického odporu podržují svůj náboj po delší dobu, lze za účelem snížení nebezpečí zážehu elektrickými jiskrami odpojit napětí na elektrodách před ponořením obrobku a po dobu povlékání nebo je snížit na bezpečnou hodnotu. Nabití prášku se pak provádí připojením napětí v přestávce po vynoření povlečeného obrobku a před ponořením následujícího obrobku. Doba povlékání se zkrátí protielektrodou.Since the charging of particles between electrodes lying at different potentials occurs even when no workpiece is submerged, and because of their high electrical resistance, the particles retain their charge for an extended period of time, the electrode voltage can be disconnected before immersing the workpiece during the coating period or reduced to a safe value. Charging of the powder is then carried out by applying voltage at a pause after the coated workpiece has emerged and before the next workpiece has been submerged. The coating time is reduced by the counter electrode.

Plyn přicházející náběžným prostorem a průlinčitým náběžným dnem vede známým způsobem к fluidaci čili rozvíření práškovité látky.The gas coming through the lead-in space and the lead-in lead-in bottom leads in a known manner to fluidization or swirling of the pulverulent substance.

Fluidní lože a náběžné dno mohou podle uspořádání elektrod být z isolační látky nebo/a z kovu. Při provedení v kovu, přičemž néběžné dno je ze spékaného kovu, působí tyto konstrukční díly jako nabíjecí elektroda nebo jako protielektroda.The fluidized bed and the lead-in base may, depending on the electrode arrangement, be insulating material and / or metal. When made in metal, the bottom of which is made of sintered metal, these components act as a charging electrode or as a counter electrode.

Tím, že se povlékání provádí ve fluidované čili rozvířené vrstvě samotné, se u způsobu podle vynálezu značně zkrátí doba povlékání. Povlékání takovou koncentrací částic, která leží nad horní zapalovací hranicí, novým nabíjecím mechanismem za použití značně snížených napětí způsobuje, že se sníží nebezpečí zážehu, popřípadě výbuchu. Kromě toho se umožní povlékání předehřátých obrobků a není již zapotřebí odsávacích zařízení. Dále lze využít zařízení již existujících, jestliže se do fluidních loží upravených pro vířivé slinování zavedou přídavné elektrody.Since the coating is carried out in the fluidized or whirling layer itself, the coating time is considerably reduced in the process according to the invention. Coating with such a concentration of particles above the upper ignition limit by a new charging mechanism using considerably reduced voltages causes the risk of ignition or explosion to be reduced. In addition, pre-heated workpieces are coated and suction devices are no longer required. Further, existing devices can be used if additional electrodes are introduced into fluidized beds adapted for vortexing.

Vynález bude nyní blíže vysvětlen na příkladech provedení, v souvislosti s výkresy.The invention will now be explained in more detail by way of example with reference to the drawings.

Obr. 1 až 6 znázorňují různé možnosti provedení způsobu podle vynálezu.Giant. 1 to 6 show various embodiments of the method according to the invention.

Fluidní lože, znázorněné. v průřezu na obr. 1, sestává z nádržky 1 z isolační hmoty, do které přes hrdlo 3 proudí náběžným prostorem 2 a průlinčitým náběžným dnem plyn. Tento plyn vede к fluidaci čili rozvíření práškovité látky, která proto vytvoří fluidní vrstvu 5. Do fluidní vrstvy 5 je ponořen obrobek 6, který je uzemněn, Dále jsou do fluidní vrstvy 5 ponořeny nabíjecí elektroda 7 a protielektroda 8. Obě elektrody mohou být provedeny jako desky, mříže, dráty nebo hroty.The fluidized bed shown. 1 in the cross-section of FIG. This gas leads to fluidization or swirling of the pulverulent substance, which therefore forms the fluidized bed 5. The workpiece 6 is submerged in the fluidized bed 5, which is grounded. plates, grilles, wires or tips.

Podle obr. 2 je na rozdíl к obr. 1 provedeno průlinčité náběžné dno 4 ze spékaného kovu a slouží jako nabíjecí elektroda; dvě nebo více protielektrod 8 jsou uzemněny. Průlinčité náběžné dno 4 může být také z isolační látky, přičemž nad ním leží nabíjecí elektroda 7 jako v obr. 1.Referring to FIG. 2, in contrast to FIG. 1, a sintered lead-in base 4 of sintered metal is provided and serves as a charging electrode; two or more counter electrodes 8 are grounded. The lead-in lead-in base 4 may also be of insulating material, with the charging electrode 7 as in FIG. 1 lying above it.

Podle obr. 3 je upraveno dvě nebo více nabíjecích elektrod 7 podle obr. 1. Nad průlinčitým náběžným dnem 4 leží protielektroda 8 nebo je toto náběžné dno 4 vytvořeno ze spékaného kovu a tvoří samo protielektrodu.According to Fig. 3, two or more charging electrodes 7 according to Fig. 1 are provided. Above the lead-in lead-in base 4 lies a counter-electrode 8 or the lead-in base 4 is made of sintered metal and forms a counter-electrode itself.

Podle obr. 4 je protielektroda vytvořena stejně jako na obr. 3. Obrobek 8, například drát, drátěná mřížka, trubka nebo jiný profil, se táhne fluidní vrstvou 5. Přitom vzduchové propusti 9 brání uniknutí fluidovaného prášku. Nabíjecí elektroda 7, vytvořená například jako mřížka, je ve fluidní vrstvě umístěna vedle obrobku 6 nebo nad ním.According to FIG. 4, the counter electrode is formed as in FIG. 3. The workpiece 8, for example a wire, a wire grid, a tube or other profile, is drawn through the fluidized bed 5. At the same time, the air passage 9 prevents leakage of the fluidized powder. The charging electrode 7, for example in the form of a grid, is located in the fluidized bed next to or above the workpiece 6.

U provedení podle obr. 5 je fluidní lože z kovu a je znázorněno v pohledu shora. Užije se nabíjecí elektrody 7 podle obr. 1; obrobek 6 je umístěn pod povrchem fluidní vrstvy 5. Nabíjecí elektroda 7 umožní, aby obrobek 8 byl veden podél ní.In the embodiment of FIG. 5, the fluidized bed is of metal and is shown in a top view. The charging electrode 7 of FIG. 1 is used; the workpiece 6 is located below the surface of the fluidized bed 5. The charging electrode 7 allows the workpiece 8 to be guided along it.

U provedení podle obr. 1, znázorněného v pohledu shora, je nádržka 1 provedena z isolační hmoty nebo z kovu v okrouhlém tvaru. Jako protielektroda 8 může sloužit buď kovová stěna kovové nádržky 1, nebo při užití fluidního lože z isolační hmoty lze použít jedné nebo několika válcových elektrod. Obrobek 6 je účelně veden kolem nabíjecí elektrody 7 tak, aby za účelem povlečení na všech stranách provedl úplnou otáčku. Obrobek 6, nabíjecí elektroda 7 a protielektroda 8 jsou umístěny pod povrchem fluidní vrstvy 5.In the embodiment of FIG. 1, seen from above, the reservoir 1 is made of an insulating material or a metal in a round shape. Either the metal wall of the metal container 1 can serve as counterelectrode 8 or one or more cylindrical electrodes can be used when using a fluidized bed of insulating material. The workpiece 6 is expediently guided around the charging electrode 7 so as to make a complete rotation on the sides of the charging electrode. The workpiece 6, the charging electrode 7 and the counterelectrode 8 are located below the surface of the fluidized bed 5.

Claims

A method of electrostatic coating of workpieces with a powder coating composition in a fluidized bed using a fluidization method, characterized in that the coated workpiece, preferably grounded, is immersed in a fluidized bed which is permeated by an electric field.

Method according to claim 1, characterized in that the external supply of the electric field is interrupted while the workpiece is immersed in the fluidizing layer.

An apparatus for carrying out the method according to claim 1 or 2, wherein the fluidized bed is formed from a reservoir and a leading space separated from each other by a lead-in leading bottom, characterized in that the fluidized bed and leading floor (4) are in agreement with electrode arrangement made of insulating

BACKGROUND OF THE INVENTION Fabrics and / or metal, in particular sintered metal, and charging electrodes (7) and counterelectrodes (8) are formed as plates, lattices, wires or spikes.

Device according to claim 3, characterized in that the charging electrodes (7) and the counterelectrodes (8) have different polarities with respect to the grounded workpiece (6).

Device according to Claims 3 and 4, characterized in that, in order to reduce the coating time, the additional grounded counter electrodes (8) are provided in the fluidized bed opposite the charging electrodes (7) connected to the high voltage.

Device according to Claims 3 to 5, characterized in that the charging electrodes (7) connected to the high voltage are coated with a porous insulating material or a low conductivity material.