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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung eines zusätzlichen
Korrosionsschutzes auf ein vormontiertes oder endmontiertes verzinktes, metallisches
Bauteil sowie ein verfahrensgemäß hergestelltes
Bauteil. Ein solches Bauteil besteht aus wenigstens zwei getrennt
hergestellten Teilen, die im Anschluss an die Herstellung miteinander
verbunden wurden, so zum Beispiel durch eine Nietverbindung, eine
Schraubverbindung oder eine formschlüssige Verbindung.
Die vormontierten oder endmontierten Teile sind bereits verzinkt,
um diese vor Korrosion zu schützen. Eine Verzinkung schützt
zwar vor der Entstehung von Rost durch Luftfeuchtigkeit oder Wasser,
nicht aber vor erhöhten chemischen Belastungen. Insbesondere
sind solche verzinkten Bauteile nicht resistent gegenüber
Salzen, Säuren, Laugen, Ammoniak oder entsprechende Reinigungsmitteln. Daher
besteht Bedarf, verzinkte Teile zusätzlich mit einer weiteren
schützenden Schicht zu versehen, die insbesondere vor Salzen,
Säure, Lauge oder Ammoniak zusätzlich zu schützen
vermag.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere Fensterbeschläge, die im
vormontierten oder endmontierten Zustand mit einem entsprechenden
zusätzlichen Korrosionsschutz zu versehen sind. Beispielsweise Fenster
in Reinigungen, Schlachthöfen oder Stallungen erfordern
einen zusätzlichen Schutz vor Säure, Lauge, Ammoniak
oder entsprechenden Reinigungsmitteln, da erhöhte chemische
Belastungen auftreten können.
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Es
ist bekannt, einen zusätzlichen Korrosionsschutz durch
geeignet gewählte Lackschichten zu erreichen, die in Form
von Deckschichten aufgebracht sind, Um Lackschichten beständig
auftragen zu können, ist weiter bekannt, Haftvermittlungsschichten
als Zwischenschicht vorzusehen. Die Firma MAYER & CO Beschläge GmbH, Salzburg, Österreich,
bietet unter der Bezeichnung „MACO TRICOAT” Beschläge
an, die mit einem zusätzlichen Korrosionsschutz versehen
sind. Verzinkte Stahlbeschläge sind zunächst mit
einer Konversionsschicht versehen, die Cr6 (sechswertiges Chrom)
enthält. Die Konversionsschicht dient als Haftvermittler.
Des weiteren schütz diese ergänzend vor Korrosion.
Auf den Haftvermittler wird ein Lack aufgetragen, der vor Korrosion
aufgrund von salzhaltiger Luft sowie vor Angriffen durch Säure
und Lauge verbessert zu schützen vermag.
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Die
Firma MAYER & CO
Beschläge GmbH verzinkt zunächst die Einzelteile
der Beschläge und bringt im Anschluss daran die chromhaltige
Konversionsschicht auf. Solche Schichten werden üblicherweise
in einer Galvanisierungsanlage auf Stahlteile aufgebracht. Im Anschluss
daran werden verschiedene Einzelteile der Beschläge zweckmäßiger
Weise vormontiert. Dann wird der Lack insbesondere durch einen Tauchvorgang
aufgetragen. Hierfür werden größere Teile
auf eine Trommel aufgespannt. Mit der Trommel werden die größeren
Teile durch ein Lackbad hindurch transportiert. Im Anschluss an
eine solche Aufbringung von Lack werden die Teile geschleudert und
so überschüssiger Lack entfernt. Abschließend
wird der Lack bei geeignet hohen Temperaturen eingebrannt. Bei kleineren
Teilen kann es genügen, Lack durch eine Pulverbeschichtung
aufzubringen.
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Es
besteht vor allem dann Bedarf, bereits vormontierte oder sogar endmontierte
Beschläge und dergleichen mit einer zusätzlichen
Korrosionsschicht zu versehen, wenn Nieten vorhanden sind, um so
einen vollständigen Korrosionsschutz zu erhalten. Nachteilhaft
gelingt es jedoch bisher nicht zufriedenstellend, jeden Bereich
eines vormontierten Teils ausreichend vor Korrosion zu schützen.
Bei den derzeit erhältlichen Beschlägen verbleiben
regelmäßig schwer zugängliche Bereiche,
die nicht hinreichend vor Korrosion in chemisch aggressiver Umgebung
geschützt sind.
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Demgegenüber
ist es Aufgabe der Erfindung, auch bei vormontierten metallischen
Bauteilen oder endmontierten Bauteilen, insbesondere bei Beschlägen
für Fenster und Türen einen zusätzlichen Korrosionsschutz
aufzubringen, der verbessert auch in den Bereichen zu schützen
vermag, die schwer zugänglich sind.
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In
einem ersten Schritt wird zur Lösung der Aufgabe eine Haftvermittlerschicht
auf ein verzinktes, vormontiertes oder endmontiertes metallisches
Bauteil aufgebracht und zwar vorzugsweise durch Aufbringen einer
insbesondere schwerlöslichen Metallphosphatschicht. Das
vor- oder endmontierte Bauteil wird beispielsweise in ein Metallphosphatbad
getaucht oder mit einer Metallphosphatlösung besprüht. Dabei
bildet sich auf der Oberfläche eine beispielsweise ca.
7–15 μm dünne, mit der Zinkschicht fest verbundene
Metallphosphatschicht. Es kann sich dabei um Eisen-, Mangan-, Nickel-
oder Zinkphosphatschichten handeln. Die Metallphosphatschicht dient als
Haftgrund und verhindert ein Unterrosten einer darüber
befindlichen Schicht.
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Die
Metallphosphatschicht wird vorzugsweise durch Sprühen aufgebracht.
Es hat sich gezeigt, dass durch Sprühen ein sehr gleichmäßiger
Auftrag gelingt, was von Vorteil ist, um einen guten Schutz vor
Korrosion zu erhalten.
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Im
Anschluss an die vorgenannte Phosphatierung bzw. an das Aufbringen
der Haftvermittlerschicht wird eine Grundierung aufgetragen und
zwar vorzugsweise mittels einer Elektrotauchlackierung. Mit der
Elektrotauchlackierung wird erreicht, dass selbst abgedeckte Bereiche
der vormontierten oder endmontierten Bauteile hinreichend gut grundiert werden.
Es wird ferner eine besonders glatte Oberfläche erhalten.
Eine glatte Oberfläche ist hilfreich, um einen verbesserten
Korrosionsschutz zu erzielen. Von glatten Oberflächen perlen
nämlich Flüssigkeiten leichter ab, was zum Schutz
vor Korrosion beiträgt.
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Ein
für die Grundierung verwendeter Lack bzw. Elektrotauchlack
wird insbesondere so gewählt, dass der Lack vor Korrosion
zu schützen vermag. Der für die Grundierung eingesetzte
Lack wird in einer Ausführungsform ergänzend so
ausgewählt, dass ein weiterer, vor Korrosion schützender
Lack auf der Grundierung aufgetragen werden kann und auf dieser
haftet. Es gibt eine Vielzahl von kommerziell erhältlichen
Elektrotauchlacken, die die gewünschten Eigenschaften aufweisen.
Geeignete Elektrotauchlacke sind beispielsweise Aqua EC 3000 von
der Firma Du Pont, CathoGuard® 300
von der Firma BASF, CathoGuard 500® von
der Fa. Frei Lacke oder auch FREIOTHERM-KTL-”automotive”.
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Da
es auf UV-Beständigkeit bei Beschlägen für
Fenster und Türen nicht ankommt, wird insbesondere eine
katholische Tauchlackierung bevorzugt, da dadurch weiter verbessert
ein Korrosionsschutz erhalten wird. Auch bei anderen vormontierten
oder endmontierten Bauteilen, die nicht UV-beständig sein müssen,
wird eine katholische Tauchlackierung bevorzugt.
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Im
Anschluss an die Grundierung wird in einer Ausführungsform
ein Lack als Deckschicht aufgetragen und zwar insbesondere durch
Spritzen. Bevorzugt wird elektrostatisch gespritzt. Hierdurch wird erreicht,
dass der Lack besonders gut in verdeckte Bereiche der vor- oder
endmontierten Teile hinein gelangen kann.
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Besonders
bewährt haben sich kommerziell erhältliche Metallspiegellacke
der Firma Berlac Ltd. aus Sissach, Schweiz, um einen besonders guten
ergänzenden Korrosionsschutz auch gegenüber Salzen,
Säuren, Laugen oder Ammoniak zu erzielen. Ein ergänzender
Vorteil besteht darin, dass durch die Deckschicht verschiedene Farbtöne
gewählt werden können.
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Sind
die vormontierten oder endmontierten Teile gegeneinander verschiebbar,
so wird in einer Ausführungsform der als Deckschicht aufgebrachte Lack
zweifach aufgetragen. Nach einem ersten Auftrag werden die verschiebbaren
Teile von einer Stellung in eine andere Stellung verschoben, um
so weiter verbessert auch Bereiche zu erreichen, die in Abhängigkeit
von der Stellung abgedeckt sind und durch das Verschieben zugänglich
gemacht werden können. Danach erfolgt ein zweiter Lackauftrag.
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Wird
zweifach aufgetragen, so ist es zweckmäßig, nach
einem ersten Auftrag den aufgetragenen Lack zunächst nur
anzutrocknen, aber nicht durchzuhärten, damit die zweite
Schicht härtet.
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Als
Lacke kommen 2K-Lacke oder 1K-Lacke in Betracht. Umfasst ein Bauteil
damit nicht demontierbar verbundene Kunststoffteile, so wird vorzugsweise
ein 2K-Lack gewählt, also ein aus zwei Komponenten bestehender
Lack. Eine Komponente umfasst einen Härter. Im Fall eines
2K-Lacks wird dieser in einer Ausführungsform abschließend
auf den Einzelteilen forciert bei beispielsweise 80°C getrocknet. Kunststoff
ist diesen Temperaturen regelmäßig gewachsen.
Wird ein 1K-Lack verwendet, so wird dieser in einer Ausführungsform
abschließend eingebrannt, so zum Beispiel bei einer Temperatur
von 160°C.
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Im
Rahmen der Fertigung kann aufgrund von Massenfertigung der Fall
auftreten, dass die noch mit einem zusätzlichen Korrosionsschutz
zu versehenen vor- oder endmontierten Bauteile nicht nur bereits verzinkt,
sondern außerdem noch passiviert und versiegelt sind, In
solchen Fällen wird die Versiegelung und Passivierung vor
der Aufbringung einer zusätzlichen Korrosionsschicht zunächst
entfernt. Dies geschieht vorzugsweise durch eine Entfettung. Unter hohem
Druck und bei hoher Temperatur wird Entfettungsmittel auf das Bauteil
gesprüht. So gelingt es, selbst schwer zugängliche
Bereiche zu entfetten sowie Schmiermittel zu entfernen, Als Entfettungsmittel wurde
erfolgreich eine alkalische, Kaliumhydroxid haltige Lösung
mit speziellen Emulgatoren verwendet, die unter der Bezeichnung „Fettex
Al” bei der Fa. Dr. Hesse GMBH & CIE KG, Bielefeld, Deutschland, erhalten
werden kann. Mit diesem Entfettungsmittel wurde eine vorhandene
Versiegelung sowie ein vorhandenes Schmiermittel entfernt. Zu diesem
Zweck wurde das Entfettungsmittel mit hohem Druck und erwärmt
auf die Bauteile gespritzt und zwar mit Hilfe einer speziellen Entfettungsmaschine.
Da die Bauteile teilweise montiert sind, wurde zweimal entfettet.
Dazwischen wurde die Position von beweglichen Teilen eines Bauteils
verändert, um möglichst alle Stellen zu erreichen.
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In
einem Test wurde ein Salzsprühnebeltest nach DIN
ENISO 9227 durchgeführt. Nach mehr als 1000 Stunden
sind nicht mehr als 5% Weißkorrosion aufgetreten. Dies
galt auch für schwer zugängliche Bereiche.
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Sind
zusätzlich Kleinteile mit einer Korrosionsschicht zu versehen,
die nicht nur verzinkt, sondern auch bereits passiviert und versiegelt
sind, so kann es wirtschaftlich sein, diese Teile zunächst
zu entzinken, neu zu verzinken und anschließend entsprechende
Schutzschichten aufzubringen, die zusätzlich vor Korrosion
schützen. Um einen hinreichenden zusätzlichen
Korrosionsschutz für solche Kleinteile bereitzustellen,
genügt es, im Anschluss an eine Verzinkung zunächst
einen Lack aufzubringen, der partikelförmiges Aluminium
und Zink enthält. Im Anschluss daran wird der Decklack
aufgebracht. Die Lacke werden in einer Ausführungsform
bevorzugt durch Tauchschleuderlackierung aufgebracht. Es werden
dann die kleinen Teile in einen Lack getaucht. Anschließend
wird überflüssiger Lack durch Schleudern entfernt
und schließlich der Lack eingebrannt. Es wird so erreicht,
dass besonders dünne Schichten aufgetragen werden, was
von besonderem Interesse ist, wenn es auf Passgenauigkeit ankommt.
Dies ist bei kleinen Teilen regelmäßig der Fall.
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In
einer anderen Ausführungsform werden Kleinteile, die bereits
passiviert und versiegelt sind, zunächst entzinkt, anschließend
verzinkt und passiviert. Im Anschluss daran können diese
Kleinteile in gleicher Weise wie die bereits vor- oder endmontierten
Teile mit einer Korrosionsschutzschicht versehen werden. Diese Ausführungsform
ist zu bevorzugen, wenn es nicht auf besondere Passgenauigkeit ankommt.
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Es
gibt vor- oder endmontierte Teile, die keinen hohen Temperaturen
ausgesetzt werden dürfen. Dies gilt, wenn vor- oder endmontierte
Teile mit Kunststoffteilen versehen sind, die bspw. nicht mehr als
100°C aushalten. Erforderlichenfalls wird entfettet, da
dies bei Temperaturen unterhalb von 100°C durchgeführt
werden kann. Im Anschluss daran wird eine Spritzgrundierung aufgebracht.
Die Spritzgrundierung kann bei Temperaturen unter 100° eingebrannt
werden oder aber lediglich an Luft getrocknet. Im Anschluss daran
wird die Lackschicht aufgetragen, die für den zusätzlichen
gewünschten Korrosionsschutz sorgt.
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Bei
Kleinteilen stellt sich allerdings nicht das Problem, schwer zugängliche
Bereiche erreichen zu müssen. In der Regel ist es auch
nicht erforderlich, diese zu entfetten oder zu entzinken, da sie
auch im Rohzustand entsprechend bearbeitet werden können.
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Die
getesteten Teile wurden wie folgt hergestellt:
- 1)
Demontieren der Kunststoffteile, die eine Einbrenntemperatur von > 140 Grad nicht aushalten.
- 2) Gängig machen der montierten und fixierten Teile
(Fixierungen brechen)
- 3) Abstandhalter anbringen an die Teile (dünne Drahtabschnitte
oder Schrauben), die gespreizt werden können, um die Entfettungen
und den Lack auch an Stellen zu erhalten, die ohne die Abstandhalter
nicht ausreichend erreichbar sind.
- 4) Entfetten mit einer Spritzentfettungsanlage der Fa. BVL (Rotocleaner
1250) mit 65 Grad, 2,5 bar und 10 Minuten, Chemie von Dr. Hesse
FETTER AL 3% + 0,3% Emulgator FETTER AL
- 5) Teile in die andere Position verschieben
- 6) Entfettung wie bei 3) aber nachträglich 3 Minuten
langes Spülen mit Wasser und 10 Minuten trocknen bei 115
Grad Heißluft.
- 7) Grundieren: mildalkalische Spritzenentfettung, Phosphatierung
(Trikationenverfahren Zink-Nickel-Mangan Phosphatierung) beides
von der Fa. Chemetall, KTL Aqua EC 3000 von Du Pont mit 15–22 μm.
Einbrenntemperatur 180–200 Grad, 30 Minuten, für
die Teile mit empfindlichen Kunststoffteilen 90 Minuten bei 130
Grad.
- 8) Teile gängig machen
- 9) Spritzlackieren mit Spiegelglanzlack Aluminium (Artikelnummer
42.095.100) Zweikomponentenlack von Fa. Berlac-Teile staubtrocknen
lassen
- 10) Teile in die andere Endposition verschieben
- 11) Spritzlackieren 2 (dito) und forciert trocknen bei 130 Grad
30 Minuten
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Das
Schritte 1 bis 11 wurden nur für montierte Teile durchgeführt.
Ein solches montiertes Teil wird in 1 gezeigt.
Bei Teilen, die nicht montiert waren, wurden nur die Arbeitsgänge
4), 7) und 11) durchgeführt. Solche Teile werden in 2 dargestellt.
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Umfassen
also montierte Teile auch Kunststoffteile, die nicht demontiert
werden können, (z. B. aus PP, POM, PA...), so wird die
sonst übliche Temperatur von 180–190°C
und 20 Minuten auf 135°C und 90 Minuten verändert,
wie dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen ist. So wird trotzdem
noch eine ausreichende Haftung, Chemiekalienbeständigkeit und
Korrosionsschutz erreicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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