CH650805A5

CH650805A5 - Verfahren zum spuelen und zur raschen trocknung von metalloberflaechen.

Info

Publication number: CH650805A5
Application number: CH5320/79A
Authority: CH
Inventors: Stanley Renton
Original assignee: Albright & Wilson
Priority date: 1978-06-07
Filing date: 1979-06-07
Publication date: 1985-08-15
Also published as: US4383898A; AU4779579A; NL7904443A; IT7968231A0; IT1119103B; AT363753B; MX151884A; CA1160981A; ATA408779A; FR2428084B1; FR2428084A1; DE2923068A1; AU533705B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spülen und zur raschen Trocknung von Metalloberflächen, nachdem diese Metalloberflächen der Behandlung mit einem wässrigen Behandlungsbad unterworfen worden waren.

Es ist wichtig, Metalloberflächen zu spülen und rasch zu trocknen, nachdem sie der Behandlung mitbestimmten wässrigen Behandlungsbädern unterworfen worden waren. Die fraglichen Behandlungsbäder können Bäder zur elektrolytischen Abscheidung von Metall, Bäder zur chemischen Abscheidung von Metall, Bäder zur chemischen Entfernung von Metall, wie zum Beispiel Bäder zur Säureätzung sein, oder sie können auch Bäder zur elektrochemischen Entfernung von Metall oder Bäder zur Entfernung einer Beschichtung von einer Metalloberfläche, beispielsweise Bäder zur Entfernung eines inerten Filmes von einer Metalloberfläche sein.

Bei all diesen Arbeitsverfahren ist es wichtig, nach der Behandlung mit dem wässrigen Behandlungsbad die Metalloberfläche zu spülen und eine rasche Trocknung der Metalloberfläche zu erreichen, damit Probleme der Korrosion oder der Bildung von Oxydationsflecken vermieden werden.

Bei dem meisten bisher beschriebenen Verfahren wird nach der Behandlung mit dem wässrigen Behandlungsbad die Oberfläche einer Spülung mit Wasser unterworfen und anschliessend wird ein Trocknungsschritt durchgeführt.

Bei den bisher bekannten Trocknungsverfahren wurde die Trocknung im allgemeinen durch Lufttrocknung, durch Beheizung, durch Luftgebläsetrocknung, durch Absorptionstrocknung oder durch chemische Entwässerung durchgeführt.

Eine Lufttrocknung erfordert, dass die abschliessende Spülung bei einer hohen Temperatur ausgeführt wird, so dass das Werkstück die ausreichende Wärmekapazität im Vergleich zu seiner Oberfläche aufweist, so dass das restliche Wasser schnell verdunstet. Dementsprechend ist diese Trocknungsart bezüglich ihrer Anwendung beschränkt, im allgemeinen unerwünscht langsam und bezüglich des Energieverbrauches kostspielig. Es ist ebenso möglich, dass das Wasser Markierungen oder Flecken- bzw. Oxidationsflecken zurücklässt. Trocknung im Luftstrom erfordert Kapitalinvestitionen für spezielle Ausrüstungen und die Trocknung im Luftstrom ist relativ langsam im Vergleich zu einigen alternativen Arbeitsweisen, und dieses Verfahren ist auf Werkstücke beschränkt, deren Oberflächen, welche getrocknet werden sollen, gegenüber dem äusseren Luftstrom zugänglich sind.

Das Erhitzen in Öfen oder mittels Infrarotbeheizung erfordert kostspielige Ausrüstungen und es können Flecken oder Wassermarkierungen zurückbleiben und das Verfahren ist bezüglich des Energieverbrauches kostspielig. Das physikalische Aufsaugen des Restwassers, beispielsweise durch Abreiben mitheissem Sägemehl, bringt hohe Arbeitskosten mit sich und den Nachteil von Flugstaub wie auch die Probleme der Staubentfernung von der Oberfläche.

Aufgrund der oben erwähnten Nachteile besteht eine immer grösser werdende Neigung dazu, chemische Entwässerungsmittel anzuwenden. Diese basierten bisher auf organischen Lösungsmitteln, welche Wasser von der Metalloberfläche verdrängen, und man wandte sie manchmal zusammen mit einem gelösten filmbindenden Mittel an, wie z.B. einem kationischen oberflächenaktiven Mittel, welches auf der Metalloberfläche haftet und so einen wasserabweisenden Film zur Verfügung stellt, und dementsprechend dazu beiträgt, die Korrosionsbeständigkeit nach dem Trocknen zu erhöhen. Die hauptsächlichen Nachteile dieser Entwässerungssysteme sind ihre hohen Kosten und der Bedarf an organischen Lösungsmitteln, welche oft Nachteile bieten bezüglich ihrer Entflammbarkeit oder ihrer toxischen s

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Dämpfe und welche in speziellen gedeckten Behältern aufbewahrt werden müssen.

Ziel der vorliegenden Erfindung war es, ein neues Verfahren zum Spülen und zur raschen Trocknung von Metalloberflächen zu entwickeln, das die Nachteile der oben beschriebenen, bisher eingesetzten Trocknungsverfahren nicht aufweist. Insbesondere sollte bei dem angestrebten Verfahren die Verwendung von organischen Lösungsmitteln vermieden werden.

Überraschenderweise hat es sich jetzt gezeigt, dass die angestrebten Ziele dadurch erreicht werden können, dass man die Reste des Behandlungsbades von der Metalloberfläche abspühlt und diese Metalloberfläche dann mit einer wässrigen Lösung zusammenbringt, die ein wasserlösliches Salz einer Harzsäure oder einer aliphatischen Karbonsäure mit 10-24 Kohlenstoffatomen oder Mischungen dieser Karbonsäuren enthält, anschliessend die Oberfläche mit Wasser spült und schliesslich die Oberfläche trocknet.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Spülen und zur raschen Trocknung von Metalloberflächen. Nach der Behandlung dieser Oberflächen mit einem wässrigen Behandlungsbad, welches ein Bad zur elektrolytischen Abscheidung von Metall, zur chemischen Abscheidung von Metall, zur chemischen Entfernung von Metall, zur elektrochemischen Entfernung von Metall oder ein Bad zur Entfernung einer Beschichtung von einer Metalloberfläche ist, wobei dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass man a) von der Oberfläche das Behandlungsbad abspühlt,

b) die Oberfläche mit einer wässrigen Lösung zusammenbringt, die ein wasserlösliches Salz einer Harzsäure oder einer aliphatischen Karbonsäure mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen oder Mischungen dieser Karbonsäuren enthält,

c) anschliessend die Oberfläche mit Wasser spült und d) die Oberfläche trocknet.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden diejenigen Probleme vermieden, die mit der Verwendung von organischen Lösungsmitteln verbunden sind. Ferner ist das erfindungsgemässe Verfahren sehr kostengünstig und wirksam und durch dieses Trocknungsverfahren wird ausserdem bestimmten Metalloberflächen eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion verliehen. Ferner werden durch das erfindungsgemässe Trocknungsverfahren irgendwelche löslichen, toxischen Metallionen, die auf der Metalloberfläche gegebenenfalls aus dem wässrigen Behandlungsbad zurückgeblieben sind, entfernt.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist sehr einfach durchführbar. Die im Verfahrensschritt (b) eingesetzten wässrigen Lösungen, die ein wasserlösliches Salz einer Harzsäure oder einer aliphatischen Karbonsäure mit 10-24 Kohlenstoffatomen oder Mischungen dieser Karbonsäuren enthalten, werden in der Folge als «verdünnte Seifenlösungen» bezeichnet.

Überraschenderweise zeigte es sich, dass nach der Behandlung der Metalloberfläche mit dieser verdünnten Seifenlösung und nach dem anschliessenden Spülen der Oberflächen mit Wasser, diese Metalloberflächen mit ausserordentlich grosser Schnelligkeit entwässert werden und dass überraschenderweise die nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelten Oberflächen häufig eine erhöhte Korrosionsbeständigkeit aufweisen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Abtropfgeschwindigkeit bzw. die Abfliessgeschwindigkeit nach der endgültigen Spülung zu erhöhen, indem man die Oberflächenspannung des Spülwassers durch Zugabe von oberflächenaktiven Mitteln herabsetzt. Insbesondere ist es vorgeschlagen worden, Seife dem endgültigen Spülwasser für diesen Zweck zuzusetzen. Dieses Verfahren ist nicht weitverbreitet angewandt worden, weil es nicht sehr wirksam ist. Die vorliegende Erfindung benützt die Seife, um einen gegenteiligen Effekt zu bewirken. Wenn man die Seife vor der endgültigen Spülung anwendet, kann die Seifenlösung augenscheinlich einen was-serabstossenden Film zur Verfügung stellen, welcher nicht nachweisbar die Seifenlösung selbst abstösst, aber eine extrem schnelle spontane Entwässerung des Werkstückes erlaubt, wenn dieses aus einer letzten Spülung mit reinem Wasser entfernt wird.

Der oben genannte Effekt ist überaus überraschend, weil lösliche Seifen üblicherweise als Benetzungsmittel dienen und nicht als wasserabstossende Mittel, und es ist schwierig, dies mit einem glaubwürdigen Mechanismus zu erklären. Es ist bekannt, dass Seifen mit mehrwertigen Metallkationen reagieren, z.B. mit denjenigen, welche auf die Oberfläche aufgebracht werden, welche mit bestimmten Metallausrüstungsbehandlungen behandelt wurden, und welche wirksame Vorstufen für das erfindungsgemässe Entwässerungsverfahren sind. Eine Erklärung aufgrund der Reaktion zwischen der Seife und den Metallkationen ist jedoch schwierig aufrechtzuerhalten, auf Grund der Beobachtung, dass die besten Resultate in der erfindungsgemässen Seifenbehandlung erhalten werden, indem man die Seifenlösung anwendet, nachdem die Oberfläche gründlich mit reinem Wasser gespült worden ist.

Die Behandlungsbäder, nach deren Anwendung das erfindungsgemässe Verfahren mit Vorteil durchgeführt wird, sind beispielsweise:

(i) ein wässriges Behandlungsbad, in welchem auf der Oberfläche Metall elektrolytisch abgeschieden wird oder ein Bad zur chemischen Abscheidung von Metall. Als Beispiel für derartige Bäder sei ein Bad zur Elektroplattierung erwähnt.

(ii) Ein Bad zur elektrochemischen Entfernung von Metall, beispielsweise ein Bad zur Elektropolierung oder auch ein Bad zur chemischen Entfernung von Metall, beispielsweise ein Bad zum chemischen Polieren oder ein Bad zur Säureätzung.

(iii) Ein Bad zur Entfernung einer Beschichtung von einer Metalloberfläche, beispielsweise ein Bad zur Entfernung eines inerten Filmes von einer Metalloberfläche.

Das erfindungsgemässe Verfahren soll hingegen nicht angewandt werden, wenn ein nicht metallischer Film, so beispielsweise ein Fettfilm mit einem alkalischen Behandlungsbad an der Oberfläche entfernt wird. 1

Typische Beispiele für Behandlungsverfahren, nach deren Durchführung das erfindungsgemässe Trocknungsverfahren angewandt werden kann, sind die folgenden:

eine galvanotechnische Beschichtung mit Kupfer (beispielsweise aus sauren Kupferlösungen oder aus Kupfer-zyanid oder Kupferpyrosphatlösungen), Verzinkungen (beispielsweise aus sauren oder Zyanidbädern), galvanotechnische Beschichtungen mit Kadmium, Kobalt, Nickel, Eisen, Chrom (entweder aus dreiwertigen Chromelektrolyten oder aus sechswertigem Chrom), Versilberungen, Vergoldungen, galvanotechnische Platinbeschichtungen, Beschichtungen mit Blei und Zinn sowie mit Legierungen der oben genannten Metalle. Das erfindungsgemässe Verfahren ist ebenso wirksam nach einer saueren Ätzung, chemischem Polieren, Elektropolieren oder Ätzen von Metalloberflächen.

Beispiele für Verfahren, bei welchen passivierte Beschichtungen gebildet werden, welche nicht geeignet sind für die

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erfindungsgemässe Entwässerung, sind mindestens ohne spezielle Behandlungen zur Entfernung von nichtmetallischen Schichten, beispielsweise das Phosphatieren von Weichstahl, mit oder ohne Chromsäureabschluss, Schwarzoxidationsbe-handlung von Weichstahl mit Natronlauge/Natriumnitrat/ Natriumchromat, Elektropolieren von rostfreiem Stahl, chemische Oxidation von Aluminium mit beispielsweise einer alkalischen Kaliumferrizyanidlösung, Behandlung von Metallen mit filmbildenden Reinigungsmitteln, wie z.B.

einem Silikat inhibierten alkalischen Reiniger, und anodische Oxidation von Aluminium mit anschliessender Versiegelung mit demineralisierten Wasser, zum Ver-schliessen der Poren des anodischen Filmes.

Elektropolierter rostfreier Stahl kann nach dem erfindungsgemässen Verfahren entwässert werden, wenn man ihn in Chlorwasserstoffsäurelösung eintaucht und spült bevor man mit der Seifenlösung in Kontakt bringt. Es wird angenommen, dass die Säure den Oxidfilm entfernt, welcher während des Elektropolierens gebildet wird.

Der nachteilige Effekt von silikatinhibierten Reinigungsmitteln kann vermieden werden, indem man den so erhaltenen Silikatfilm entfernt, beispielsweise mittels einer Lösung von Schwefelsäure und Fluorwasserstoffsäure.

Überraschenderweise behindert die Zinkpassivierung mit Chromat die erfindungsgemässe Entwässerung nicht, und zwar wahrscheinlich deswegen, weil sich Chrom (III) Ionen im Chromatfilm bilden, aufgrund der Reduktion von Chromat durch Zink.

Die erste Spülung ist notwendig, um eine überschüssige Einschleppung von Plattierungslösung oder Säuren in die Seifenlösung zu verhindern, welche dazu neigen, diese Seife auszufällen. Es hat sich herausgestellt, dass das erfindungsgemässe Verfahren um so besser abläuft, je besser die Spülung ausgeführt wird.

Unter dem Ausdruck «Seife» wird hier irgendein wasserlösliches Salz einer aliphatischen gesättigten oder ungesättigten Karbonsäure mit 10 bis und mit 24 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit einer aliphatischen Säure mit 12 bis und mit 18 Kohlenstoffatomen verstanden. Üblicherweise Kalium oder vorzugsweise Natriumsalze von Fettsäuren wie z.B. Stearinsäure, Palmitinsäure, Dodekansäure, Myristin-säure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure und Mischungen davon werden angewandt. Lithium, Ammonium und wasserlösliche Salze sind ebenso wirksam wie z.B. Ethanolamin-salze. Andere geeignete Seifen sind beispielsweise Natriumharzsäuresalze.

Die wirksame Konzentration der Seife hängt von der Anzahl der Kohlenstoffatome ab. Salze von Säuren mit 8 Kohlenstoffatomen sind unwirksam, Seifen mit 10 Kohlenstoffatomen werden gerade wirksam bei Konzentrationen von beispielsweise 10g/l, Seifen mit 12 Kohlenstoffatomen sind wirksam bei Konzentrationen bis herab zu 2 g/1, während Seifen mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen in Konzentrationen bis herab zu 0,05 g/1, wirksam sind. Im allgemeinen ist es jedoch nicht durchführbar, selbst die bevorzugten Seifen in Konzentrationen von weniger als etwa 0,1 g/1 anzuwenden, weil die Lösungen zu schnell erschöpft werden. Es ist bevorzugt, Lösungen im Bereich von 0,5 bis 5 g/1 anzuwenden, und zwar beispielsweise 1 bis 3 g/1 Seife, obwohl auch höhere Konzentrationen wirksam sind, bis zu der maximal löslichen Konzentration.

Seifen mit mehr als 20 Kohlenstoffatomen ergeben Probleme bezüglich der Löslichkeit wie auch bezüglich der handelsüblichen Erhältlichkeit. Kaliumseifen mit 22 Kohlenstoff-atomen (Beheninsäure) sind wenig wirksam, aber das entsprechende Natriumsalz ist unlöslich.

Vorzugsweise enthält die Lösung ebenso.ein Dispersionsmittel, wie z.B. ein anionisches oberflächenaktives Mittel, um irgendwelche Kalziumseifen oder andere unlösliche Metallseifen, die durch Einschleppung gebildet werden, zu disper-gieren. Typische Beispiele für geeignete Detergenzien, beispielsweise Alkylbenzolsulfonate, Natriumalkylsulfonate und Natriumalkylsulfate und Natriumalkylpolyoxialkylen-sulfate, die jeweils 8 bis und mit 22 aliphatische Kohlenstoffatome aufweisen. Insbesonders bevorzugte Detergenzien sind beispielsweise die Natriumsalze von Oleyl-N-Methyltaurin, Oleyl-p-anisidinschwefelsäure, Sulfonate von Alkyl hydrierten Indolen, Sulphoethylester von Oleinsäure

CH3(CH2> CH=CH(CH2> COO(CH2>SO-3Na+

und alkalische Metallaminsalze von höheren Fettsäureestern oder von Niedersulphocarboxylsäureamid, wie z.B.

Ci i H23 COO CH2. CH2 N H C O. CHz SO-3 Na+.

Die Konzentration des Dispergiermittels ist typischerweise bis zu etwa 5%, beispielsweise 0,01%, bis 1,0%.

Die erfindungsgemässe Seifenlösung kann auch ein Phosphat enthalten, wie z.B. Natriumtripolyphosphat um die Lagerung bei niedriger Temperatur zu ermöglichen oder auch einen Alkohol.

Die Zeitdauer der Seifenbehandlung ist nicht besonders kritisch. Es hat sich herausgestellt, dass Eintauchzeiten von etwa 5 Sekunden sowohl angemessen wie auch günstig sind, aber es sind auch kürzere Zeiten bis herab zu einer Sekunde und gegebenenfalls auch weniger möglich. Längere Zeiten sind selbstverständlich wirksam, aber sie bieten wenig oder keine Vorteile.

Der pH Wert der Seifenlösung ist vorzugsweise neutral oder insbesondere bevorzugt alkalisch, um eine Abscheidung der freien Karbonsäure zu verhindern. Es besteht bezüglich des pH Wertes keine Obergrenze. Lösungen, welche beispielsweise Natriumhydroxid enthalten, so dass der pH Wert 14 war, wurden ohne Schwierigkeiten angewandt. Im allgemeinen ist es bevorzugt, den pH Wert oberhalb 6 zu halten, beispielsweise bei 7 oder darüber, um eine Abscheidung aufgrund von Einschleppung von Säure zu verhindern.

Die Temperatur der Seifenlösung beeinflusst die Entwässerung nicht, jedoch muss gewährleistet sein, dass die Lösung eine fliessfähige Flüssigkeit bei der angewandten Temperatur ist.

Kochende Lösungen und Lösungen von weniger als 20°C wurden angewandt, ohne dass irgendein nachteiliger Effekt auftrat.

Bei der Entfernung aus der Seifenlösung zeigt das Werkstück keinerlei Anwesenheit irgendeines wasserabweisenden Filmes und zeigt auch nicht offensichtlich irgendwelche Eigenschaften einer schnellen Entwässerung. Jedoch nach Eintauchen in ein endgültiges Spülbad mit Wasser trocknet das Werkstück nach der Entfernung aus dem Bad mit ausserordentlicher Schnelligkeit ab. Irgendwelche zurückbleibenden Tröpfchen können im allgemeinen durch Schütteln entfernt werden.

Dieses Verhalten ist im Gegensatz zu demjenigen, was erwartet worden wäre, weil man annehmen müsste, dass die Seifenlösung schneller abfliesst als das Wasser, weil sie eine geringere Oberflächenspannung aufweist.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der verbesserten Korrosionsbeständigkeit, die beobachtet wird, und zwar insbesondere nach Behandlung in Elektro-plattierungsbädern mit dreiwertigem Chrom, und zwar selbst in Abwesenheit einer endgültigen wässrigen Spülung.

Es ist im allgemeinen bevorzugt, aber jedoch nicht notwendig, weiches Wasser bei der Vorspülung zu verwenden, um den Seifenverlust aufgrund der Niederschlagung durch s

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Kalzium oder Magnesiumionen, welche im eingeschleppten harten Wasser anwesend sind, zu vermindern oder zu verhindern. Die endgültige Spülung ist vollwirksam in hartem Wasser. Vorzugsweise ist das Wasser, welches bei der endgültigen Spülung verwendet wird, im wesentlichen frei von Seife und anderen oberflächenaktiven Mitteln.

Die Erfindung sei nun anhand der Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Rohr mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Länge, wie sie üblicherweise zur Herstellung von Stahlrohrmöbeln verwendet wird, wurde in der folgenden Verfahrensweise behandelt:

(a) Vorbereitung und Vorreinigung für die Elektroplattie-rung

(b) Elektroplattierung mit Nickel

(c) Spülung mit Wasser

(d) Elektroplattierung mit Chrom, unter Verwendung eines Elektrolyten auf Basis eines dreiwertigen Chromsalzes

(e) Spülung mit Wasser

(f) Eintauchen in demineralisiertes Wasser, welches 1 g/1 Kaliumstereat enthielt, während 30 Sekunden bei 20°C

(g) Spülen in demineralisiertem Wasser.

Nach Schritt (f) lief die Lösung von der Röhre ab, wodurch eine vollständig benetzte Oberfläche zurückblieb. Nach Schritt (g) lief das Spülwasser schnell von der Oberfläche ab, und diese blieb trocken zurück, mit Ausnahme einiger weniger kleiner isolierter Tröpfchen, die in der Weise vorhanden waren, wie das typisch ist für eine wasserabstossende Oberfläche.

Eine zweite Röhre wurde in der gleichen Weise behandelt, jedoch unter Auslassung des Schrittes (f). Nach Schritt (g) lief das Wasser ab, und es blieb eine benetzte Oberfläche zurück, und die Röhre wurde in einem heissen Luftstrom getrocknet.

Beide Röhren wurden dann in eine Feuchtigkeitsklimakammer während 64 Stunden eingebracht, wobei man die Temperatur zwischen 40 und 45°C zyklisch variierte. Dann wurden sie entfernt und man schnitt sie in der Längsrichtung auf, um die inneren Oberflächen zu beurteilen. Die erfin-dungsgemäss behandelte Röhre war im wesentlichen frei von Rost an der äusseren Oberfläche und ebenso an der inneren Oberfläche, obwohl sich die elektrisch abgeschiedene Beschichtung nur einige Millimeter von den äusseren Enden her nach innen erstreckte. Die zweite Röhre, welche nicht mit der Seifenlösung gewaschen worden war, war mit Flecken versehen und zeigte einige Rostflecken auf der äusseren Oberfläche und war stark an der inneren nichtplattierten Oberfläche verrostet.

Beispiel 2

Eine Messingtestplatte wurde in der folgenden Weise behandelt:

(a) Vorbereitung und Vorreinigung für die Elektroplattierung

(b) Elektroplattierung mit Zink unter Anwendung eines geeigneten sauren Glanzzinkverfahrens

(c) Spülung in Wasser

(d) Eintauchen in 0,5 volumsprozentige Salpetersäure zur Entfernung des Oberflächenfilms des Glanzmittels

(e) Spülung in Wasser

(f) Eintauchen während 30 Sekunden in eine Lösung von 2 g/1 Natriumoleatund0,3 g/1 Natriumlauryläthersulfatin reinem Wasser bei 20°C

(g) Spülen mit demineralisiertem Wasser.

Nach Schritt (f) lief die Lösung von der Testplatte ab, wodurch eine vollbenetzte Oberfläche zurückblieb.

Nach Schritt (g) lief das Spülwasser schnell von der Oberfläche ab, und zwar in der Weise, wie es charakteristisch ist für wasserabstossende Oberflächen.

Eine zweite Testplatte wurde in gleicher Weise behandelt, jedoch unter Auslassung von Schritt (f). Nach Schritt (g) lief das Wasser ab, und es blieb eine benetzte Oberfläche zurück, welche ein Trocknen in einem warmen Luftstrom erforderlich machte.

Beispiel 3

Eine Stahltestplatte wurde nach der folgenden Verfahrensweise behandelt:

(a) Entfettung mit Lösungsmittel

(b) elektrolytische Reinigung in einer geeigneten alkalischen wässrigen Reinigungslösung

(c) Spülung in Wasser

(d) Ätzen in einer Lösung aus gleichen Volumina Chlorwasserstoffsäure (spezifisches Gewicht 1,16) und Wasser

(e) Spülen in entmineralisiertem Wasser

(f) Eintauchen in Reinwasser, welches 1 g/1 Natriumoleat und 0,1 g/1 Natrium-Oleyl-N-Methyltaurin (Igepon T) enthielt, während 10 Sekunden bei 60°C

(g) Spülen mit reinem Wasser bei 40°C.

Nach Schritt (f) lief die Lösung von der Testplatte ab, und es blieb eine vollständig benetzte Oberfläche zurück. Nach Schritt (g) lief das Spülwasser schnell von der Oberfläche ab, und es blieb eine trockene Oberfläche zurück, die nur einige wenige kleine Tröpfchen aufwies, wie dies charakteristisch ist für eine wasserabstossende Oberfläche. Die Oberfläche war frei von irgendwelchen Spuren von Rost, nachdem man die Testplatte während einer Woche auf dem Labortisch liegen liess und 96 Stunden in einer Feuchtigkeitsklimakammer behandelte, und zwar unter den Bedingungen, wie sie in Beispiel 1 beschrieben sind.

Eine zweite Stahlplatte wurde in gleicher Weise behandelt, jedoch unter Auslassung von Schritt (f). Nach Schritt (g) lief das Wasser ab, und es blieb eine benetzte Oberfläche zurück, welche in einem heissen Luftstrom getrocknet wurde. Bevor die Trocknung vollständig war, zeigte die Testplatte eine starke Rostbildung.

Beispiel 4

Eine Messingtestplatte wurde in der folgenden Verfahrensweise behandelt:

(a) Vorbehandlung und Vorreinigung für die Elektroplattierung

(b) Elektroplattierung mit Kupfer unter Anwendung eines geeigneten Elektrolyten auf Pyrophosphatbasis

(c) Spülung in Wasser

(d) Eintauchen in eine Lösung von 0,5 g/1 Natriumpal-mitat in demineralisiertem Wasser während 10 Sekunden bei 80°C.

(e) Spülung in Reinwasser bei 60°C.

Nach Schritt (e) lief das Spülwasser schnell von der Oberfläche ab, welche trocken zurückblieb mit Ausnahme einiger weniger kleiner Tröpfchen, und zwar in der Weise, wie dies typisch ist für wasserabstossende Oberflächen.

Die Oberfläche war frei von Verfärbungen und behielt die charakteristische Farbe von reinem Kupfer während 1 Woche auf dem Labortisch.

Eine zweite Testplatte wurde in der gleichen Weise behandelt, jedoch unter Auslassung von Schritt (d). Nach Schritt (e)

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lief das Wasser ab, und es blieb eine benetzte Oberfläche zurück, welche eine Trocknung in einem warmen Luftstrom erforderlich machte. Innerhalb 1 bis 2 Minuten begann sich die Kupferoberfläche zu verdunkeln und nach einem Tag auf dem Labortisch hat das Material eine tiefgoldorange Farbe angenommen, welche charakteristisch ist für luftoxidiertes Kupfer.

Beispiel 5

Ein Teststück von handelsüblich reiner Aluminiumplatte wurde in der folgenden Weise behandelt:

(a) Ätzen in einer geeigneten Ätzlösung auf Basis von Natriumhydroxid während 5 Minuten bei 60°C

(b) Spülen in Wasser

(c) Eintauchen in eine Lösung von 1,0 g/1 Natriumoleat in demineralisiertem Wasser während 10 Sekunden bei 60°C

(d) Spülen mit Reinwasser bei 40°C.

Nach Schritt (d) lief das Spülwasser schnell von der Oberfläche ab, welche trocken zurückblieb mit Ausnahme einiger weniger kleinen Tröpfchen in der Art, wie dies charakteristisch ist für wasserabweisende Oberflächen.

Eine zweite Testplatte aus dem gleichen Material wurde in ähnlicher Weise bearbeitet, jedoch unter Auslassung von Schritt (c). Nach Schritt (d) lief das Wasser ab, wobei eine feuchte Oberfläche zurückblieb, welche ein Trocknen in einem warmen Luftstrom erforderte.

Eine dritte Testplatte wurde gemäss den Schritten (a) und (b) behandelt und anschliessend:

(i) in 50/50 Volumensprozent handelsübliche Salpetersäure eingetaucht, um die Oberfläche zu entzundern

(ii) in Wasser gespült und anschliessend führte man die Schritte (c) und (d) aus.

Nach Schritt (d) lief das Spülwasser schnell von der Oberfläche ab, wie dies charakteristisch ist für wasserabweisende Oberflächen.

Ein Teststück, welches gemäss den Schritten (a) und (b) und sodann aber in einer geeigneten Silicat-inhibierten alkalischen Reinigungslösung behandelt wurde und mit Wasser gespült wurde, bevor man die Schritte (c) und (d) ausführte, wurde in der Weise getrocknet, dass eine benetzte Oberfläche zurückblieb, welche ein Trocknen in einem warmen Luftstrom erforderte.

Ein weiteres Teststück, welches abermals aus handelsüblich reinem Aluminium bestand, wurde gemäss den Schritten (a) und (b) behandelt und sodann mit einer Silicat-inhibierten alkalischen Reinigungslösung behandelt und gespült. Das Teststück wurde sodann während 30 Sekunden in einer Lösung von 5 Volumensprozent Schwefelsäure, welche 1 Volumensprozent Chlorwasserstoffsäure enthielt, behandelt und man spülte, bevor man das Stück den Schritten (c) und (d) unterwarf. Diese Behandlung ergab eine Oberfläche, von welcher das Wasser in einer Weise ablief, wie dies typisch ist für wasserabweisende Oberflächen.

Beispiel 6

Eine Platte aus rostfreiem Stahl wurde wie folgt behandelt:

(a) Elektropolierung in einer geeigneten sauren Elektro-polierlösung

(b) Spülen in Wasser

(c) Eintauchen während 30 Sekunden in eine Lösung von 2 g/1 Natriumoleat und 0,3 g/1 Natriumlaurylethersulfat in Reinwasser von einer Temperatur von 60°C.

(d) Spülen in Reinwasser bei 40°C.

Nach dieser Behandlung lief das Wasser von der Oberfläche in der Weise ab, dass eine voll benetzte Oberfläche zurückblieb.

Eine zweite Platte rostfreien Stahles wurde in ähnlicher s Weise, wie oben beschrieben, behandelt, jedoch nach der Elektropolierung und dem Spülen (Schritte (a) und (b)) der Testplatte wurde:

(i) 50/50 Volumensteilen handelsübliche Chlorwasser-

io stoffsäure während 30 Sekunden bei Zimmertemperatur eingetaucht und

(ii) in Wasser gespült, bevor man zu den Schritten (c) und (d) überging.

15 Nach Schritt (d) lief das Wasser von der Oberfläche ab, und zwar in einer Weise, wie dies charakteristisch ist für wasserabweisende Oberflächen.

Beispiel 7

20 Ein Stück hochreiner Aluminiumplatte wurde in der folgenden Weise behandelt:

(a) chemisches Polieren in einer geeigneten Lösung auf Basis von Phosphorsäure und Salpetersäure bei 100°C wäh-

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(b) Spülen in Wasser bei 40°C

(c) Eintauchen in 50/50 Volumensteile Salpetersäure zur Entfernung von Oberflächenzunder

(d) Spülen in Wasser

30 (e) Eintauchen in eine Lösung von 1 g/1 handelsüblichen Seifenflocken bei 60°C während 5 Sekunden.

(f) Spülen in Wasser bei 60°C.

Nach Schritt (e) lief die Lösung von dem Teststück ab, 35 wobei eine voll benetzte Oberfläche zurückblieb. Nach Schritt (f) lief das Spülwasser schnell ab, wobei eine trockene Oberfläche zurückblieb mit Ausnahme einiger weniger isolierter Tröpfchen, und zwar in der Weise, wie dies charakteristisch ist für wasserabweisende Oberflächen.

40 Ein zweites Teststück an Aluminiumblatt, das in der gleichen Weise wie oben behandelt wurde, und zwar bis und mit Schritt (b), und sodann wurde:

(i) in Schwefelsäure während 5 Minuten anodisch oxidiert 45 (ii) in Wasser gespült und sodann wurden die Schritte (e) und (f) ausgeführt.

Nach Schritt (e) lief die Lösung von dem Teststück ab, wobei eine voll benetzte Oberfläche zurückblieb.

so Nach Schritt (f) lief das Spülwasser schnell ab, und zwar in der Weise, wie dies für wasserabstossende Oberflächen charakteristisch ist.

Ein drittes Aluminiumstück wurde gemäss den Schritten (a), (b), (c), (d), (i) und (ii) behandelt, und sodann versiegelte 55 man in kochendem demineralisiertem Wasser während 5 Minuten, bevor man zu den Schritten (e) und (f) überging.

Nach den Schritten (e) und (f) trocknete man die Probe in der Weise, dass eine voll benetzte Oberfläche zurückblieb.

60 Beispiel 8

Eine Messingtestplatte wurde in der folgenden Verfahrensweise behandelt:

(a) Vorbereitung und Vorreinigung für die Elektroplattie-65 rung

(b) Elektroplattierung mit Zink unter Anwendung einer geeigneten sauren Verzinkungsverfahrensweise

(c) Spülen in Wasser

(d) Behandeln in einem geeigneten Chromatpassivie-rungsverfahren zur Herstellung einer blauen Ausrüstung während 10 Sekunden

(e) Spülen in Wasser

(f) Eintauchen in eine Lösung von 2 g/1 Natriumoleat und 0,3 g/1 Natriumlaurylethersulfat in Reinwasser während 60°C

(g) Spülen in demineralisiertem Wasser bei 40°C.

Nach Schritt (f) lief die Lösung von der Platte ab, wodurch eine voll benetzte Oberfläche zurückblieb.

Nach Schritt (g) lief das Spülwasser schnell von der Oberfläche ab, und zwar in der Weise, wie dies für wasserabstossende Oberflächen charakteristisch ist.

Beispiele 9 bis 20 Die folgenden Behandlungen wurden ausgeführt, indem man jeweils anschliessend in eine Lösung von 4,9 g/1 Natriumoleat und 0,3 g/1 Natriumlaurylethersulfat bei 60°C eintauchte und mit demineralisiertem Wasser bei 40°C spülte. In allen Fällen waren die Werkstücke schnell nach der abschliessenden Spülung entwässert.

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Beispiel 9: (i) Zinkcyanid-Elektroplattierung (ii) Spülung Beispiel 10: (i) Zinkcyanid-Elektroplattierung (ii) Spülung (iii) 0,5%-ige Salpetersäure (iv) Spülung

Beispiel 11: (i) saure Zink-Elektroplattierung (ii) Spülung s Beispiel 12: (i) Plattierung mit 6-wertigem Chrom (ii) Spülung

Beispiel 13: (i) Plattierung mit 6-wertigem Chrom (ii) Spülung (iii) Natriumbisulfid (iv) Spülung

Beispiel 14: (i) Kupfercyanid-Elektroplattierung (ii) Spü-lo lung

Beispiel 15: (i) saure Kupfersulfat-Elektroplattierung (ii) Spülung

Beispiel 16: (i) Elektrolytische Glanzvernickelung (ii) Spülung ls Beispiel 17: (i) Nickelsulphamat-Elektroplattierung (ii) Spülung

Beispiel 18: (i) alkalische Reinigung eines Messingblattes (ii) Spülung (iii) 10%-ige Schwefelsäure (iv) Spülung Beispiel 19: (i) alkalische Reinigung eines Platinblattes (ii) 20 Spülung (iii) 10%-ige Schwefelsäure (iv) Spülung

Beispiel 20: (i) alkalische Reinigung eines 9-karatigen Goldblattes (ii) Spülung (iii) 10%-ige Schwefelsäure (iv) Spülung

B

Claims

650805

1. Verfahren zum Spülen und zur raschen Trocknung von Metalloberflächen nach der Behandlung dieser Oberflächen mit einem wässrigen Behandlungsbad, welches ein Bad zur elektrolytischen Abscheidung von Metall, zur chemischen Abscheidung von Metall, zur chemischen Entfernung von Metall, zur elektrochemischen Entfernung von Metall oder ein Bad zur Entfernung einer Beschichtung von einer Metalloberfläche ist, dadurch gekennzeichnet, dass man a) von der Oberfläche das Behandlungsbad abspült,

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in der wässrigen Lösung des Verfahrensschrittes (b) enthaltene Salz das Salz einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Karbonsäure mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen oder das Natriumsalz einer Harzsäure ist.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz ein Salz von Stearinsäure, Palmitinsäure, Dodekansäure, Myristinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure und Mischungen davon ist.

•4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche Salz der Karbonsäure, das in der wässrigen Lösung des Verfahrensschrittes (b) enthalten ist, ein Natriumsalz, ein Kaliumsalz, ein Lithiumsalz, ein Ammoniumsalz oder ein Alkanolamin-salz, vorzugsweise ein Äthanolaminsalz, einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Karbonsäure ist.

5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die im Verfahrensschritt (b) verwendete Lösung pro Liter Wasser 0,5 bis 5 Gramm des Salzes der Karbonsäure enthält.

6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Verfahrensschritt (b) verwendete wässrige Lösung ausserdem ein Dispersionsmittel enthält, vorzugsweise ein anionisches, oberflächenaktives Mittel, insbesondere ein Alkylbenzolsulfonat, ein Natriumalkylsulfat oder ein Natriumalkylpolyoxialkylen-sulfat, wobei diese Sulfate oder Sulfonate jeweils 8 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten und die Konzentration des Dispergiermittels in der wässrigen Lösung 0,01 bis 5 Gew.% beträgt.

7. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metalloberfläche nach einer Behandlung mit einem wässrigen Behandlungsbad getrocknet wird, welches wässrige Behandlungsbad ein Bad zur elektrolytischen Abscheidung von Metall oder ein Bad zur Entfernung eines Teiles des Metalls von einer Metalloberfläche bei einer chemischen Polierung oder elektrochemischen Polierung oder ein Behandlungsbad zur Entfernung eines inerten Filmes von einer Metalloberfläche, vorzugsweise mit Hilfe eines sauren Behandlungsbades zur Entfernung von Fett von einer Metalloberfläche, ist.

8. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wässrige Bad eine Lösung ist, die dreiwertiges Chrom für die elektrochemische Abscheidung einer Chromschicht auf einer Oberfläche enthält.