DE10156475A1

DE10156475A1 - Verfahren zur Herstellung von dunklen Schutzschichten auf Flacherzeugnissen aus Titanzink

Info

Publication number: DE10156475A1
Application number: DE10156475A
Authority: DE
Inventors: Adolf Stradmann; Marianne Schoennenbeck
Original assignee: Rheinzink GmbH and Co KG
Current assignee: Rheinzink GmbH and Co KG
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2003-06-05
Also published as: DE50202024D1; CN1585834A; ES2236604T5; ATE286993T1; JP2005511896A; ES2236604T3; HK1072785A1; EP1444381A1; WO2003048417A1; US6916546B2; EP1444381B2; EP1444381B1; US20050003091A1; AU2002352012A1; CN100374621C

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schutzschichten einheitlicher dunkler Farbtönung durch Beizen von gewalzten Flacherzeugnissen aus Titanzink zur Verwendung im Bauwesen, wobei die Flacherzeugnisse in einem Beizbad mit Schwefelsäure und Salpetersäure enthaltender Mischsäure gebeizt und nach dem Spülen durch Auftragen von chromathaltigen Polymeren unter Bildung einer Schutzschicht passiviert werden. Durch Verwendung einer Titan-Zink-Legierung, die einen Kupfergehalt von größer als 1,0 bis 2,0 Gew.-% aufweist, werden Flacherzeugnisse aus Titanzink mit dunkel gefärbten Oberflächen erzeugt, die sich harmonisch in Dacheindeckungen mit schwarzen Pfannen oder Schindeln einfügen lassen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schutzschichten einheitlicher dunkler Farbtönung durch Beizen von gewalzten Flacherzeugnissen aus Titanzink zur Verwendung im Bauwesen, wobei die Flacherzeugnisse in einem Beizbad mit Schwefelsäure und Salpetersäure enthaltender Mischsäure gebeizt und nach dem Spülen durch Auftragen von chromathaltigen Polymeren unter Bildung einer Schutzschicht passiviert werden.

Ein solches Verfahren ist aus der DE 196 36 370 A1 der Anmelderin, deren Inhalt hier vollständig in Bezug genommen wird, bekannt. Mit der dort offenbarten Behandlung von Titan-Zink-Legierungen gemäß DIN EN 988 werden homogene, graue Schutzschichten auf der Oberfläche der Titanzinkbleche erhalten, wobei die graue Färbung in ästhetischer Hinsicht als besonders vorteilhaft empfunden wird.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass mit dem bekannten Verfahren die Dunkelfärbung der Titanzinkbleche nur geringfügig und zwar durch Verwendung stärkerer Säuren erhöht werden kann. Hier ergibt sich das Problem, dass mit zunehmender Stärke der Säuren die Struktur der Metalllegierung angegriffen wird und die Metalldicke geringer wird; insbesondere führt der Einsatz einer stärkeren Säure zu einem unerwünschten Schichtaufbau der Oberfläche, da sich schlecht haftende Schichten von sogenanntem Beizschlamm bilden. Somit sind einer noch stärkeren Dunkelfärbung von Titanzinkblechen mit dem bekannten Verfahren Grenzen gesetzt. Gewünscht werden jedoch für das Bauwesen auch sehr dunkle Schichten, um insbesondere im Bereich der Dacheindeckungen den Kontrast der vorbewitterten Titanzinkbleche zu anderen dort verwendeten Baustoffen, beispielsweise schwarzen Schieferschindeln oder Dachpfannen, gering zu halten.

Bekannt sind auch Verfahren zur Herstellung einer dunklen Oberfläche bei Titanzink durch Phosphatierung. Hierdurch wird jedoch die metallische Oberflächenstruktur in nachteiliger Weise verändert.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren der eingangs 1 genannten Art so weiter zu entwickeln, dass Titanzinkbleche mit einer sehr dunklen bis schwarzen Färbung der Oberfläche hergestellt werden können, wobei die natürliche Struktur der Metalloberfläche erhalten bleibt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass entgegen den Bestimmungen der DIN EN 988 eine Titan-Zink-Legierung mit einem erhöhten Kupfergehalt von größer als 1,0 bis 2,0 Gew.-% verwendet wird. Überraschenderweise wird mit diesem erhöhtem Kupfergehalt im Zusammenhang mit dem an sich bekannten Behandlungsverfahren eine dunklere Patina aus Zinkcarbonat erhalten als bei einer Verwendung normgemäßer Legierungen, die sich insbesondere harmonisch in Dacheindeckungen mit schwarzen Pfannen oder Schindeln einfügen lässt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend durch ein Ausführungsbeispiel näher erläutert:
Es wird eine Titan-Zink-Legierung verwandt, die 0,06 bis 0,2 Gew.-% Titan und max. 0,015 Gew.-% Aluminium enthält und damit hinsichtlich dieser Legierungselemente den Gewichtsanteilen gemäß DIN EN 988 entspricht. Im Gegensatz zur Bestimmung der Norm, die einen Anteil von 0,08 bis 1,0 Gew.-% Kupfer für Titanzink-Legierungen vorschreibt, die im Bauwesen Verwendung finden sollen, ist erfindungsgemäß ein Kupfergehalt von über 1,0 Gew.-% bis zu 2,0 Gew.-% vorgesehen. Der Hauptanteil der Legierung besteht aus Zink, also je nach Gehalt der Legierungselemente Titan, Aluminium und Kupfer etwa 97,7 bis 98,9 Gew.-% Zink.
Ein aus Titanzink mit erhöhtem Kupfergehalt bestehendes Band von 0,8 mm Dicke und 600 mm Breite wird durch Spülen mit einer alkalischen Entfettungslösung bei einer Temperatur von ca. 60°C und einem Druck von ca. 2,5 bar entfettet und anschließend in einer Spüle mit Wasser mit einer Temperatur von ca. 65°C und einem Druck von ca. 2,5 bar abgespritzt. Zur Unterstützung des Spülvorgangs und zur Oberflächenaufrauhung wird in der letzten Spülstufe das Band gebürstet. Anschließend wird das Band in einer Beizanlage mit einer Beizbadtemperatur von 30. . .80°C, vorzugsweise ca. 50°C, gebeizt. Das Beizbad enthält eine Mischsäure aus ca. 30. . .60 g/l Schwefelsäure und ca. 20. . .50 g/l Salpetersäure sowie 25. . .80 g/l, vorzugsweise 50 g/l, Zink-Ionen.
Die Geschwindigkeit der Beizreaktion ist im wesentlichen abhängig von dem Gehalt an freier Säure. Die Reduktion der Salpetersäure ist die dominierende Reaktion und verhindert eine Wasserstoff-Entwicklung. Einen weiteren Einfluss auf das Beizergebnis übt das Verhältnis der Säuregehalte aus.
Vorzugsweise wird eine Mischsäure mit 2. . .10 Vol.-% Schwefelsäure und 2. . .10 Vol.-% Salpetersäure verwandt, wobei das Mischungsverhältnis von Schwefelsäure : Salpetersäure < 3 : 1 ist, und der Gehalt an freier Säure 25 bis 100 g/l beträgt.
Das aus der Beizanlage austretende Band wird wie oben beschrieben gespült. Nach Entfernung des Restwassers wird auf das Band mittels Walzen ein Gemisch aus 65. . .98 Vol.-%, vorzugsweise 95 Vol.-% Polymerlösung und 2. . .35 Vol.-%, vorzugsweise 5%, Chromatlösung aufgebracht und dieser Auftrag bei ca. 80°. . .120°C getrocknet. Die Schichtdicke des erzeugten Films beträgt im trockenen Zustand ca. 1,5 µm.
Bevorzugt wird mit dem Verfahren der Erfindung so ein Flacherzeugnis erhalten, das eine Schutzschicht aus chromathaltigem Polymer mit einer Dicke von 0,4-3,0 µm, vorzugsweise 1 bis 2 µm aufweist, wobei die Chromatauflage 5-40 mg/m² beträgt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Schutzschichten einheitlicher dunkler Farbtönung durch Beizen von gewalzten Flacherzeugnissen aus Titanzink zur Verwendung im Bauwesen, wobei die Flacherzeugnisse in einem Beizbad mit Schwefelsäure und Salpetersäure enthaltender Mischsäure gebeizt und nach dem Spülen durch Auftragen von chromathaltigen Polymeren unter Bildung einer Schutzschicht passiviert werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine Titan-Zink-Legierung verwendet wird, die einen Kupfergehalt von größer als 1,0 bis 2,0 Gew.-% aufweist.