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DE19636234C2 - Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten

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DE19636234C2
DE19636234C2 DE1996136234 DE19636234A DE19636234C2 DE 19636234 C2 DE19636234 C2 DE 19636234C2 DE 1996136234 DE1996136234 DE 1996136234 DE 19636234 A DE19636234 A DE 19636234A DE 19636234 C2 DE19636234 C2 DE 19636234C2
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substrates
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Ralph Hruschka
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur elektrostatischen Beschichtung von Subs­ traten mit einem rieselfähigen Beschichtungsmedium. Die Substrate sind dabei im Bereich zwischen minde­ stens zwei Emissionsvorrichtungen angeordnet. Die Emissionsvorrichtungen emittieren elektrisch geladene Partikel.
Elektrostatische Beschichtungsverfahren stellen in der modernen Industrielackierung sowohl wirtschaft­ lich als auch technisch die optimalsten Lösungen dar, da sie zum einen die anlagetechnischen Voraussetzun­ gen für weitgehende Automatisierung besitzen und zum anderen einen hohen Wirkungsgrad ermöglichen.
Bei elektrostatischen Beschichtungsverfahren werden die zu applizierenden Partikel, beispielsweise Naß- oder Pulverlacke, elektrisch aufgeladen und über ein Beschichtungsorgan auf die Oberfläche des zu be­ schichtenden Substrates appliziert. Auf der Oberflä­ che des Substrates haften die Partikel aufgrund Cou­ lombscher Anziehungskräfte.
Hinsichtlich der Partikelaufladung lassen sich ver­ schiedene Mechanismen unterscheiden. Partikel können durch Ionisation im Feld einer Corona-Entladung, durch Reibungselektrizität (sog. Tribo-Aufladung), durch Leitung in Kontakt mit spannungsführenden Elek­ troden oder durch Influenz aufgeladen werden.
Bei der Aufladung mittels Corona-Elektroden werden die Beschichtungspartikel als Sprühwolke durch das Gebiet der Corona-Entladung geführt. Bei der tribo­ elektrischen Aufladung wird bei der Berührung und Trennung zweier Stoffe mit ungleichen dielektrischen Eigenschaften mechanische in elektrische Energie um­ gewandelt. Die Beschichtungspartikel werden dabei infolge von Reibung aufgeladen. Solche Lösungen sind z. B. in DE 24 55 161 C2 und EP 0 437 383 A1 beschrie­ ben. Wobei nach DE 24 55 161 C2 eine geerdete Fläche mit partikelförmigen Material beschichtet werden soll. Hierbei wird ein Kondensator geladen und eine Fläche des Kondensators mit gleicher Polarität, wie das geladene partikelförmige Beschichtungsmaterial so angeordnet, daß dieses in Richtung auf die zu be­ schichtende Fläche zusätzlich beschleunigt wird.
Zur Erhöhung des Auftragswirkungsgrades und zur Ver­ besserung der Schichtqualität ist es üblich, das zu beschichtende Substrat zu erden. Substrate mit einem elektrischen Oberflächenwiderstand bis ungefähr 1 GΩ werden direkt über leitende Kontakte mit der Er­ dung verbunden. Substrate mit einem Oberflächenwider­ stand von über 1 GΩ benötigen hingegen Zusatzmaßnah­ men, mit deren Hilfe ein Ladungstransport zur Erdung ermöglicht wird.
Da bei allen gebräuchlichen Verfahren zur elektrosta­ tischen Beschichtung eine Werkstückerdung notwendig ist, die Erdungsmaßnahmen und eventuell erforderliche Zusatzmaßnahmen aber von der elektrischen Leitfähig­ keit des Werkstückes abhängig sind, ist eine gleich­ zeitige Beschichtung von Werkstücken unterschiedli­ cher Leitfähigkeit verfahrenstechnisch sehr aufwen­ dig. Insbesondere bereitet es große Probleme, Werk­ stücke, welche aus Teilen unterschiedlicher Leitfä­ higkeit zusammengesetzt sind, homogen zu beschichten.
Gebräuchliche Zusatzmaßnahmen zur Erdung schlecht leitender Substrate sind beispielsweise das Aufbrin­ gen einer elektrisch leitfähigen Schicht wie Leitlö­ sungen oder Leitlack auf die Oberfläche des Substra­ tes oder das Erwärmen des Substrates zur Senkung des Oberflächenwiderstandes. Üblich ist auch das Hinter­ legen des Substrates mit einer geerdeten, leitfähigen Schicht aus Metallfolie, Leitlösung oder Leitlack, um über auf der Substratrückseite influenzierte Ladungen einen Ladungstransport zur Erdung zu ermöglichen.
Diese herkömmlichen Maßnahmen zur Beschichtung von Substraten mit hohem Oberflächenwiderstand sind mit einer Reihe von verfahrenstechnischen Nachteilen be­ haftet. So erfordert die Verwendung von Leitlösungen oder Leitlacken zusätzliche Arbeitsgänge und Kon­ trollschritte beim Beschichtungsprozeß. Auch das Er­ wärmen der Substrate vor der elektrostatischen Be­ schichtung stellt einen zusätzlichen Arbeitsgang dar und ist mit erhöhtem Energieeinsatz verbunden.
Das Hinterlegen von Substraten mit Metallfolien ist kompliziert und äußerst aufwendig. Zwar ist es mög­ lich, bei einfachen Substratgeometrien das Werkstück auf vorgefertigte Formteile aus Metall zu stecken. Diese müssen jedoch der Substratform äußerst genau angepaßt sein, da schon geringe Luftspalte einen ho­ mogenen Schichtaufbau stören. Die Entwicklung, Regu­ lierung und Optimierung geeigneter Beschichtungsan­ lagen ist ebenfalls mit einem sehr hohen Aufwand ver­ bunden.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind Verfahren im Einsatz, bei welchen die Substratrückseite mit bipo­ lar ionisierter Luft besprüht wird. Analog zu einer leitfähigen Hinterlegung für einen Ladungstransport läßt sich dadurch eine Erdung des Substrates erzie­ len. Die bipolar ionisierte Luft wird mittels einer Corona-Entladung erzeugt, welche sich an mindestens einer Elektrodenspitze ausbildet. Für den bipolar io­ nisierten Luftstrom ist kennzeichnend, daß er als Ganzes elektrisch neutral ist.
Ähnlich wird auch bei der in EP 0 437 383 A1 be­ schriebenen Lösung verfahren.
In der Praxis hat sich herausgestellt, daß zur Erzie­ lung einer guten Schichtqualität bei hochohmigen Substraten die Verwendung bipolar ionisierter Luft häufig lediglich als unterstützende Maßnahme in Kom­ bination mit anderen, oben beschriebenen Zusatzmaß­ nahmen geeignet ist.
Bipolar ionisierte Luft wird häufig in Verbindung mit flüssigen Beschichtungsmaterialen verwendet. Bei Beschichtungspulvern hat sich nämlich gezeigt, daß insbesondere ohne weitere unterstützende Maßnahmen Benetzungsstörungen und Haftungsprobleme auftreten.
Bei der Verwendung bipolar ionisierter Luft werden aufgrund der geringen Stromstärken bei wechselnder Polarität soviele Anteile der Luft ionisiert, wie für einen Ladungstransport bezüglich der Erdung in der unmittelbaren Nähe der Substratrückseite benötigt werden. Zum Zwecke der Erdung reichen geringe Ioni­ sierungen der Luft vollständig aus. Allerdings ist auch bei der Verwendung bipolar ionisierter Luft eine unmittelbare Erdung der Substratrückseite notwendig.
Allen erwähnten Verfahren gemeinsam ist eine schwie­ rige Innenbeschichtung von Hohlräumen, Aussparungen, Nuten und dergleichen (Faraday-Käfig). Es zeigt sich, daß mit steigendem Oberflächenwiderstand des Subs­ trates der Aufwand für die Beschichtungsmaßnahmen zunimmt. Meist müssen mehrere Maßnahmen kombiniert werden, um eine ausreichende Schichtqualität zu er­ zeugen.
Dabei ist das Problem der neutralen Zonen, die durch die sogenannten Faraday'schen Käfige auftreten in "defazet", 31. Jahrgang, Nr. 8/1977, S. 313-317 an­ gesprochen worden. Dem soll aber durch gut dosierbare Pulverförderung, Einflußnahme auf die Aufladung des Beschichtungsmaterials und durch Erdung bzw. Zwangs­ erdung entgegengetreten werden.
Desweiteren ist in US 4,197,331 ein System beschrie­ ben, wie es bei Fotokopierern eingesetzt werden kann. Dabei wird ein nichtleitendes Element auf einer Seite mittels Elektroden elektrostatisch teilweise aufge­ laden und auf der anderen Seite des Elementes haften dann elektrostatisch geladene Partikel (Toner) in den geladenen Bereichen des Elementes.
Ausgehend von diesen Nachteilen ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten zu schaffen, mit welchen auch sehr hochohmige Substrate in einem Arbeitsgang ohne weitere Zusatzmaßnahmen und Vorbehandlungen sowohl einseitig als auch beidseitig mit rieselfähigen Schüttgütern, inbesondere mit Pul­ verlacken, problemlos beschichtet werden können, und welches sich für die Innenbeschichtung von Hohlräu­ men, Aussparungen, Nuten ohne Schichtstörungen eig­ net.
Diese Aufgabe wird in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und was eine Vorrichtung anbelangt durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. Die Un­ teransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der jeweiligen Lösung dar.
Indem von den jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Substrates angeordneten Emissionsvorrichtungen Partikel entgegengesetzter Polarität emittiert wer­ den, wobei die von mindestens einer Emissionsvorrich­ tung emittierten Partikel das Beschichtungsmedium darstellen, lassen sich die Substrate ohne aufwendige Erdungsmaßnahmen oder zusätzliche Arbeitsgänge wahl­ weise einseitig oder beidseitig beschichten.
Bei dem erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren la­ gern sich gegenpolig geladene Partikel auf gegenüber­ liegenden Seite des Substrates an und sind aktiv am Aufbau der Schicht und an der Schichthaftung betei­ ligt. Die entgegengesetzt geladenen Partikel bleiben auf der Substratoberfläche haften, weil sie sich auf­ grund Coulombscher Kräfte gegenseitig durch das Sub­ strat hindurch anziehen. Es werden polarisierbare An­ teile im Substrat in eine Vorzugsrichtung ausge­ richtet, was zu Partikelhaftung beiträgt. Bei Be­ schichtungsverfahren des Standes der Technik tritt gerade dieser Effekt nicht auf, da die auf das Subs­ trat applizierten Ladungen möglichst schnell über die Substraterdung abfließen sollen, damit der Schicht­ aufbau nicht negativ beeinflußt wird.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist die Tatsache, daß keine Erdung des Substrates notwendig ist. Aus diesem Grund können mehrere Substrate unterschiedli­ cher elektrischer Leitfähigkeit oder aus Teilen un­ terschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit zusammen­ gesetzte Substrate gleichzeitig in einem Arbeits­ schritt homogen beschichtet werden. So sind etwa Re­ paraturarbeiten an metallischen, teilweise blankge­ schliffenen und teilweise noch beschichteten Werk­ stücken, beispielsweise Kotflügeln, problemlos mög­ lich.
Als Beschichtungsmedien eignen sich erfindungsgemäß rieselfähige Schüttgüter wie keramische Pulver, wie Emaile oder Zement, Pulverlacke wie Epoxy-, Polyester- oder Acrylatpulver oder andere pulverförmige Stoffe wie Zucker oder Salz. Das erfindungsgemäße Verfahren eig­ net sich insbesondere für pulverförmige Stoffe wie Pulverlacke, bei welchen im Gegensatz zu flüssigen Benetzungsstoffen, welche einen Flüssigkeitsfilm aus­ bilden, keine adhäsive Haftung auftritt.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß eine gute Be­ schichtungsqualität nahezu unabhängig vom Oberflä­ chenwiderstand des Substrates ist. Mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren lassen sich jedoch sowohl Lei­ ter als auch Isolatoren beschichten. Das Verfahren eignet sich insbesondere auch für eine qualitativ hochwertige Beschichtung von beispielsweise Hohlräu­ men, Aussparungen, Profilen und Nuten, ohne daß Zeit- und kostenaufwendige Zusatzmaßnahmen erforderlich wä­ ren.
Als Emissionsvorrichtungen eignen sich beispielsweise herkömmliche Beschichtungsorgane wie Sprühpistolen. Bevorzugt finden solche Emissionsvorrichtungen Ver­ wendung, mit denen Partikelladung, Partikelmassen­ strom, usw. gezielt steuerbar sind. Bei größeren Sub­ straten oder zur Verbesserung der Schichthomogenität können auf einer oder auf beiden Seiten des Substra­ tes auch mehr als eine Emissionsvorrichtung angeord­ net sein.
Zur beidseitigen Beschichtung von Substraten wird auf jeder Werksückseite von mindestens einer Emis­ sionsvorrichtung das Beschichtungsmedium emittiert, wobei von auf der einen Seite des Substrates angeord­ neten Vorrichtungen positiv geladene Beschichtungs­ partikel und von auf der anderen Seite des Substrates angeordneten Vorrichtungen negative Beschichtungspar­ tikel emittiert werden.
Zur einseitigen Beschichtung von Substraten ist es vorteilhaft, wenn von mindestens einer, auf der zu beschichtenden Seite des Substrates angeordneten Emissionsvorrichtung das Beschichtungsmedium emit­ tiert wird. Erfindungsgemäß emittiert mindestens ei­ ne, auf der entgegengesetzten Seite des Substrates angeordnete Emissionsvorrichtung Partikel als gelade­ nes Kompensationsmedium zum entgegengesetzt geladenen Beschichtungsmedium. Das Kompensationsmedium ist da­ durch charakterisiert, daß es im Gegensatz zum Be­ schichtungsmedium nicht dauerhaft am Substrat haftet. Als Kompensationspartikel eignen sich ionisierte gas­ förmige, flüssige und feste Medien wie beispielsweise ionisierte Luft.
Die elektrische Aufladung von Beschichtungs- und Kom­ pensationsmedium kann durch Leitung in Kontakt mit spannungsführenden Elektroden, durch Influenz, durch Reibungselektrizität (Tribo-Aufladung), durch Ionisa­ tion im Feld einer Corona-Entladung oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen erfolgen. Die Partikel­ aufladung mittels Corona-Entladung findet bei Be­ schichtungspartikeln bevorzugt bei einem Elektroden potential zwischen 30 und 200 kV und bei Kompensa­ tionspartikeln ebenfalls bevorzugt bei einem Elektro­ denpotential zwischen 30 und 200 kV, besonders bevor­ zugt zwischen 60 und 120 kV statt. Die geeignete Spannung hängt jeweils ab von Form und Größe der Par­ tikel, von der eingestellten Luftströmungsge­ schwindigkeit in der Düse und dem Abstand der Emis­ sionsvorrichtungen vom Substrat.
Gegenüber anderen Verfahren bietet das triboelektri­ sche Verfahren eine Reihe von Vorteilen wie hohes Eindringvermögen der geladenen Partikel in Hohlräume, problemlose Mehrschichtbeschichtung und hohe Aufla­ dungseffektivität. Das triboelektrische Verfahren eignet sich vor allem für Pulverlacke.
Zur Verbesserung der Schichthomogenität kleinerer Substrate oder zur ganzflächigen Beschichtung größe­ rer Substrate ist es vorteilhaft, wenn die auf der zu beschichtenden Substratseite bzw. den zu beschichten­ den Substratseiten angeordneten Emissionsvorrichtun­ gen parallel zur Substratoberfläche bewegt werden. Auch eine Variation der Abstände zwischen den Emis­ sionsvorrichtungen und dem Substrat sind zum Zwecke der Kantendeckung und Hohlrauminnenbeschichtung von beispielsweise Flaschen oder Helmen möglich. Beson­ ders vorteilhaft ist eine synchrone Bewegung gegen­ überliegender Emissionsvorrichtungen.
Die Aufladung der Partikel kann in der Weise erfol­ gen, daß die auf einer Substratseite angeordneten Emissionsvorrichtungen während des gesamten Beschich­ tungsvorganges ausschließlich positiv geladene Parti­ kel und die gegenüberliegenden Emissionsvorrichtungen ausschließlich negativ geladene Partikel emittieren.
Alternativ können von den auf einer Substratseite angeordneten Emissionsvorrichtungen abwechselnd Par­ tikel positiver und negativer Polarität und von den auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Emissionsvorrichtungen Partikel mit jeweils entgegen­ gesetzter Polarität emittiert werden.
Als mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtbare Substrate eignen beispielsweise Stoffe wie Holz, MDF- Platten, Spanplatten, Glas, Papier, Pappe, Stoff, Ke­ ramik, Metalle wie Formteile aus Schwarz- oder Alu­ miniumblech, Kunststoffe wie Polyacetylen, Polyvinyl­ chlorid, Noryl, Acryl oder glasfaserferstärkten Kunststoffe, Laminate aus unterschiedlichen Werk­ stoffen oder Lebensmittel wie Backwaren oder Schoko­ lade. Die Substrate können sowohl starr als auch fle­ xibel sein. Ein simultanes Beschichten von am selben Werkstückträger befestigen Werkstücken unterschiedli­ cher elektrischer Leitfähigkeit ist möglich.
Da mit dem Verfahren auch mehrere Schichten überein­ ander appliziert werden können, ist es für die Mehr­ schicht- und die Effektlackierung geeignet. So kann beispielsweise Pulverklarlack auf Pulverbasislacken appliziert werden.
Als Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsge­ mäßen Beschichtungsverfahrens eignen sich erfindungs­ gemäß als Emissionsvorrichtungen handelsübliche Coro­ na- oder reibungsaufgeladene Sprühorgane, welche zu­ mindest Zuführungen und Kanäle für Luft und zu appli­ zierendes Beschichtungsmedium aufweisen. Mit der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind folglich keine erneuten Anschaffungskosten verbunden.
Zur einseitigen Beschichtung kann bei der auf der nicht zu beschichtenden Substratseite angeordneten Emissionsvorrichtung die Beschichtungsmediumzudosie­ rung gesperrt werden, so daß beispielsweise nur die das Kompensationsmedium bildenden Luftpartikel elek­ trisch aufgeladen und in Richtung auf das Substrat emittiert werden.
Der Abstand zwischen Corona- bzw. reibungsaufgelade­ nen Tribo-Sprühorganen und dem Substrat beträgt be­ vorzugt zwischen 100 und 300 mm bzw. zwischen 5 und 300 mm. Die Sprühabstände sind an die jeweilige Form, Größe und Dicke des Werkstückes sowie an die Parti­ kelgröße anzupassen.
Die Figur zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen elektrostatischen Beschichtungsverfahrens. Das Substrat 1 ist dabei zwischen zwei Emissionsvorrichtungen 2, 3 angeordnet. Angedeutet ist die Emission geladener Partikel durch die Emissionsvorrichtungen 2, 3. Wie durch die Pfeile 4 und 5 skizziert, werden die Emissionsvorrichtungen parallel zu den Substratoberflächen bewegt, wobei die Bewegung der beiden gegenüberliegenden Emissionsvor­ richtungen 2, 3 synchronisiert ist.
Nachfolgend wird je ein Ausführungsbeispiel des er­ findungsgemäßen Verfahrens für eine einseitige und eine zweiseitige Substratbeschichtung näher be­ schrieben.
Verfahren für beidseitige Beschichtung
Nach der Reinigung und Entfettung des Substrats wird auf die Substratvorderseite eine Tribo-Handpistole mit Flachstrahl- oder Pralltellerdüse gerichtet. Beim Durchströmen des Aufladekanals werden die Pulverpar­ tikel positiv aufgeladen.
Auf die Rückseite des Substrates wird eine Corona- Handpistole (ohne Ionenreduzierung) mit Flachstrahl- oder Pralltellerdüse gerichtet. Die Elektrodenspan­ nung beträgt 100 kV. Pulverlackpartikel werden durch Kontakt mit den Luftionen der Corona negativ aufge­ laden.
Beide Sprühorgane besitzen einen Abstand von ungefähr 100 mm zur Substratoberfläche und sind jeweils senkrecht auf diese gerichtet. Der Pulvermassenstrom beider Sprühorgane stimmt überein. Bei gleichzeitigem Beschichten gegenüberliegender Substratseiten ist die Bewegung gegenüberliegender Pulversprühorgane syn­ chronisiert. Die Pulversprühorgane bewegen sich je­ weils über die gesamte Substratfläche. Bei Pulver­ lacken wurden Schichtdicken zwischen 60 und 100 µm realisiert.
Da bei den erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahren die unterschiedliche Polarität der Ladungsträger auf den entgegengesetzten Substratseiten für den Aufbau und die Haftung der Pulverschicht verantwortlich ist, sind viele Variationen der Pulverauflademechanismen denkbar. Sowohl zur Erzeugung positiver als auch ne­ gativer Ladungsträger eigenen sich daher beispiels­ weise Auflademechanismen wie Corona-, ionenreduzierte Corona- oder Tribo-Aufladung sowie eine Kombination aus Tribo- und Corona-Aufladung.
Zur Erzielung einer guten Innenbeschichtung von Hohl­ räumen oder Profilteilen ist eine leichte Annäherung des Sprühorgans an die entsprechende Öffnung oder das Profil des Substrates ausreichend.
Verfahren für einseitige Beschichtung
Nach erfolgter Reinigung werden zwei Sprühorgane wie für die beidseitige Beschichtung auf das Substrat gerichtet. Beim Corona-Sprühorgan wird die Pulverzu­ dosierung gesperrt, so daß nur Luft durch das Sprüh­ organ bläst. Da die geladenen Luftionen beweglicher sind als geladene Pulverpartikel, kann der Sprühab­ stand auf der nicht zu beschichtenden Substratrück­ seite vergrößert werden. Auch bei der einseitigen Beschichtung bringt eine synchrone Bewegung der bei­ den Sprühorgane Vorteile hinsichtlich der Beschich­ tungsqualität.
Bei der Außenbeschichtung von Hohlkörpern wie Helmen genügt es, ein Corona-Sprühorgan in die Öffnung zu richten und mit einem Tribo-Sprühorgan die Bewegung für die Flächenbeschichtung auszuführen.
Bei Versuchen wurden an einen Kunststoff-Warenträger gleichzeitig leitende und nichtleitende Substrate befestigt und qualitativ hochwertig beschichtet.
Die nachfolgende Tabelle zeigt einige Beschichtungs­ beispiele. Die Substrate konnten sowohl einseitig als auch beidseitig beschichtet werden. Die Beschichtung seitlicher Substratkanten war unproblematisch.

Claims (18)

1. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von im Bereich zwischen mindestens zwei, elektrisch geladene Partikel emittierenden Emissionsvor­ richtungen angeordneten Substraten mit rieselfä­ higen Schüttgütern als Beschichtungsmedium, dadurch gekennzeichnet,
daß von den jeweils auf gegenüberliegenden Sei­ ten des Substrates (1) angeordneten Emissions­ vorrichtungen (2, 3) Partikel entgegengesetzter Polarität emittiert werden und
daß die von mindestens einer Emissionsvorrich­ tung (2, 3) emittierten Partikel das Beschich­ tungsmedium darstellen.
2. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Substrat (1) nicht geerdet wird.
3. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß auf gegenüberliegenden Substratseiten von jeweils mindestens einer Emissionsvorrichtung (2, 3) das Beschichtungsmedium emittiert wird.
4. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet,
daß von mindestens einer, auf der zu beschich­ tenden Substratseite angeordneten Emissionsvor­ richtung (2) das Beschichtungsmedium emittiert wird und
die von mindestens einer, auf der gegenüberlie­ genden Substratseite angeordneten Emissionsvor­ richtung (3) emittierten Partikel ein Kompensa­ tionsmedium darstellen.
5. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmedium und/oder das Kompen­ sationsmedium durch Leitung in Kontakt mit span­ nungsführenden Elektroden, durch Influenz, durch Reibungselektrizität (Tribo-Aufladung) oder durch Ionisation im Feld einer Corona-Entladung oder durch eine Kombination dieser Maßnahmen aufgeladen wird.
6. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmedium und/oder das Kompen­ sationsmedium durch Ionisation im Feld einer Co­ rona-Entladung bei einem Elektrodenpotential zwischen 30 und 200 kV aufgeladen wird.
7. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmedien rieselfähige Schütt­ güter wie keramische Pulver wie Emaile oder Ze­ ment, Pulverlacke wie Epoxy-, Polyester- oder Acrylatpulver oder Pulver wie Zucker oder Salz oder eine Mischung aus mindestens zwei dieser Komponenten eingesetzt werden.
8. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß als Kompensationsmediem ionisierte Medien in festem Aggregatzustand eingesetzt werden.
9. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die das Beschichtungsmedium emit­ tierenden Emissionsvorrichtungen (2, 3) während der Beschichtung relativ zum Substrat bewegt werden.
10. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bewegungen gegenüberliegender Emissionsvor­ richtungen synchronisiert werden.
11. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß von den auf einer Substratseite angeordneten Emissionsvorrichtungen (2) während des gesamten Beschichtungsvorganges ausschließlich positiv geladene Partikel und von den auf der gegenüber­ liegenden Seite angeordneten Beschichtungsorga­ nen (3) ausschließlich negativ geladene Partikel emittiert werden.
12. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß von den auf einer Substratseite angeordneten Emissionsvorrichtungen (2) abwechselnd Partikel positiver und negativer Polarität und von den auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Emissionsvorrichtungen (3) Partikel mit jeweils entgegengesetzter Polarität emittiert werden.
13. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrate (1) Stoffe wie Holz, MDF-Platten, Spanplatten, Glas, Papier, Pappe, Stoff, Kera­ mik, Metalle wie Bleche, Kunststoffe wie Polya­ cetylen, Polyvinylchlorid, Noryl, Acryl oder glasfaserverstärkten Kunststoffe, Laminate aus unterschiedlichen Werkstoffen oder Lebensmittel wie Backwaren oder Schokolade eingesetzt werden.
14. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Substrate (1) unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit gleichzeitig beschichtet werden.
15. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung von Substraten nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Substrat (1) mehrere Schichten über­ einander appliziert werden.
16. Vorrichtung zur Durchführung eines elektrostati­ schen Beschichtungsverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus minde­ stens zwei Emissionsvorrichtungen (2, 3), welche zumindest Zuführungen und Kanäle für Luft und das Beschichtungsmedium aufweisen, wobei die Emissionsvorrichtungen (2, 3) Corona und/oder reibungsaufgeladene Sprühorgane sind.
17. Vorrichtung zur Durchführung eines elektrostati­ schen Beschichtungsverfahrens nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Emissionsvorrichtungen (2, 3) zur Emission des Kompensationsmediums von der Zudosierung des Beschichtungsmediums abgetrennt sind.
18. Vorrichtung zur Durchführung eines elektrostati­ schen Beschichtungsverfahrens nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Corona- Sprühorgane einen Abstand zum Substrat zwischen 100 und 300 mm aufweisen und die reibungsaufge­ ladenen Sprühorgane einen Abstand zum Substrat zwischen 5 und 300 mm aufweisen.
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WO1998009734A1 (de) 1998-03-12
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