DE1947983A1

DE1947983A1 - Verfahren zum Behandeln eines Metallgegenstandes,der eine Oberflaechenbeschichtung aufweist

Info

Publication number: DE1947983A1
Application number: DE19691947983
Authority: DE
Inventors: Koepke Edward E; Throne James M
Original assignee: Continental Can Co Inc
Current assignee: Continental Can Co Inc
Priority date: 1969-03-03
Filing date: 1969-09-23
Publication date: 1970-09-24
Also published as: BE746542A; SE349064B; JPS4934189B1; US3616394A; CA935783A; GB1261005A; FR2034602A1

Description

Tr^IN I.'R. DOR™ OIPL..PHY8. DH. J.FRIOKE

BRAUNSOHWEiIQ . MÜNCHEN

Gontlaieiital Can Company, Ine« 633 Tb±zH Avenue, lew York 17/üSÄ

"Verfahren zum Behandeln eines Metallgegenstandes, der eine Oberfläclienbeschichijung auf weist-"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln eines MetallgegensLandes, der eine Oberflächenbeschichtung aufweist.

Insbesondere betrifft die Erfindung die Beschichtung elektrisch leitender Oberflächenbereiche eines Gegenstandes mittels elektrophoretischer Niederschlagung eines organischen, filmbildenden Werkstoffes.

Dosenrümpfe sowie auch Deckel und Böden werden, sobald sie für Getränke oder bestimmte Nahrungsmittel verwendet werden, auf der Innenoberfläche mit einem emailleartigen Überzug versehen. Ein dünner Überzug, beispielsweise ein emailleartig wirkender Lack, wird dabei normalerweise auf die Innen-

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Oberfläche des Metalles der Dosenrümpfe und Dosenteile durch ein Rollbeschichtungsverfahren aufgetragen, bevor die Dosen selbst geformt werden. Während der Formgebung wird dieser Überzug naturgemäß verkratzt oder auf andere V/ei se geringfügig beschädigt, so daß kleine Flächenbereiche entstehen, die metallisch blank sind und die das Metall der Dose dem Korrosionsangriff des Doseninhaltes preisgeben. Die Schäden, die an der .Innenbeschichtung während der Formgebung der Dosen entstehen, wurden bisher im allgemeinen durch Maßnahmen behoben bzw. repariert, deren Wesen darin bestand, daß die gesamte Innenoberfläche der Dose mit einem Überzugslack besprüht wurde, nachdem die Dose selbst geformt wurde, bevor jedoch der Boden befestigt wurde. Ein solches Vorgehen stellt eine außerordentliche Verschwendung von lack dar, weil beim Sprühen nicht nur die metallisch blanken, also zu reparierenden Flächenteile, sondern auch die unbeschädigten Flächen, die keinerlei weiteren Auftrag an Überzugswerkstoff benötigen, ebenfalls mit lack besprüht werden.

Außer dem Aufsprühen von Lack kann die Reparatur beschädigter Überzüge an Metalloberflächen aber auch durch elektrophoretische Niederschlagung geeigneter,polymerer Überzügswerkstoffe aus einer wässrigen Dispersion ausgeführt werden. Bei diesen Reparatur-Überzug3verfahren wird der überzogene Metallgegenstand, dessen Überzug wieder instandzusetzen ist, in ein

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elektrophoretisches Bad eingetaucht, welches zur Hauptsache Teilchen des polymeren Reparatur-Überzugswerkstoff.es in einer, wässrigen, elektrolytischen Lösung in Suspension enthält. . Die metallisch blanken Oberflächenbereiche des Gegenstandes dienen dabei als die eine Elektrode des Elektroüberzugsbades. Wenn ein Potential der erforderlichen Polarität zwischen dem Gegenstand.mit der. zu reparierenden Oberflächenbeschichtung und einer zweiten Elektrode, die den elektrischen Kreis vervollständigt, zur Wirkung gebracht wird, indem diese Elektrode in die wässrige Lösung eingetaucht wird, dann werden die Teilchen des Überzugswerkstoffes aus dem elektrophoretischen.Bad auf die blanken Flächenbereiche des Gegenstandes in Gestalt einer gleichförmigen Schicht niedergeschlagen. Obgleich derartige ReparaturbeSchichtungen von Doserirümpfen mit Erfolg durchgeführt werden und ein derartiges Reparatur-Beschichtungsverfahren wirtschaftlich ist, sind Verbesserungen möglich. Die Fachwelt ist ständig bemüht. Wege zu finden, welche die Wirksamkeit der Reparatur von Überzügen zu steigern vermögen, so daß wesentlich weniger Überzugsfehler nach der Reparatur zurückbleiben. .

Erfindungsgemäß kennzeichnet sich ein Verfahren zum Behandeln metallischer Gegenstände dadurch, daß auf die Metalloberflache

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zunächst ein: tibeXSBgsWerkstoff' audTge tragen wird* der danach In Form eines harten Filmes ausgehärtet wird und daß; alsdann aus dem Me tall „ das in der genannten Weise überzogen wurde* ein Gegenstand geformt wird und danach der Gegenstand bei einer Temperatur zwischen 149 — 232" G gebrannt wird* --bevor er mit seiner überzogenen Oberfläche mit einem elektrophoretisehen Bad in Berührung gebracht wird, in dem ein synthetisches, polymeres Harz in Dispersion enthalten ist, aus dem dieses Harz alsdann auf die elektrisch leitenden, vom Überzug nicht einwandfrei bedeckten Oberflächenbereiche des Gegenstandes niedergeschlagen wird.

Wie im Folgenden noch ausführlich erläutert wird, führt der Zwischenschritt, bei welchem der aus überzogenem Metall geformte Gegenstand vor der Berührung mit dem elektrophoretischen Bad gebrannt wirdj dazu, daß eine im Vergleich zu anderen Oberflächen außerordentlich hohe Qualität des Überzuges erzielt wird.

Typische thermohärtbare Harze, die als Überzugswerkstoffe verwenbar sind, enthalten Epoxyharze, welche polymerische Reaktionsprodukte polyfunktioneller Halohydrine mit mehrwer-

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INSPECTED

tigen Phenol-Baa darstellen und mele)he Cis .folgende iStraakturfoxmel

χ stellt die Anzahl der ioaademsierten Moleküle

Typische polyfunktionelle Halohydxine sind z.B. Glycerol Dichlorohydrin und deij§-. Typische mehrwertige sinü z.B. Resorcinol und ein 2,2-bis (^--Hydroxyphenyll-Letzterer entsteht durch die Kondensation des Phenoles mit Aldehyden und Ketonen einschl. Formaldehyden, Acetaldehyd, Propbnaldehyd, Aceton, Methyl-Äthyl-Keton und dergl., wodurch Verbindung ,wie beispielsweise 2,2-bis (4-Hydroxyphenyl)-Propan und ähnliche Verbindungen entstehen. Diese Epoxyharze besitzen normalerweise Epoxy-Endgruppen, können aber auch Epoxy-Endgruppen und Hydroxyl-Endgruppen aufweisen.

Als wärmehärtbare phenolische Harze können außerdem auch anstelle von Epoxyharzen oder auch in Mischung mit denselben ~ beliebige bekannte hitzehärtbare phenolische Harze verwendet werden, die beispielsweise durch Kondensierung einer phei^lischen Verbindung mit einer aldehydischen Verbindung erzeug werden.

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Sie wärmehärtbaren phenolischen Harze bestehen vorzugsweise ans einem Phenol-Aldehydharz, das während seiner Kondensation in einen Zwischenzustand oder eine B-Stufe überführt wird, in welcher es wasserunlöslich, jedoch in ausgewählten organischen lösungsmitteln lösbar und unter dem Einfluß von Wärme zu einer weiteren Reaktion anregbar ist, bei der es den unlöslichen oder C-Zustand annimmt.

Beispiele für Phenole, die zur Vorbereitung bzw. Bildung der Phenol-Formaidehydharze geeignet sind, stellen Phenol selbst, die ortho-, para- und meta-Kresole, die Xylenole, Dihydroxy-.-Benzene, wie Resorcinol oder die polynuklearen Phenole, wie Naphtole, und die zahlreichen alkylierten, aralkylierten, carboxylierten, alkyloierten usw. Derivate dieser Verbindungen, wie z.B. O-Ethyl Phenol, Carvacrol, Salizylsäure und derlg., dar.

Formaldehyd ist die bevorzugte aldehydische Verbindung, die zur Kondensation mit phenolischen Verbindungen verwendet wird. Es können im allgemeinen aber auch beliebige methylenhaltige Agenzien, wie z.B. Formaldehyd, para-IOrmaldehyd, HexanEthylen-Tetramin, Azetaldehyd und dergl. verwendet werden.

Amin-Aldehydharze können ebenfalls zur Bildung thermohärtbarer Überzugswerkstoffe dienen. Sie können sowohl getrennt als auch

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BAD 0RK2HNAL

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kombiniert"rait Epoxy- und/oder phenolischen Harzen verwendet werden.

Die Bezeichnung "Amin-Aldehyd"-Harz umfaßt Aldehyd-Kondensationsprodukte des Melamins, Urethans,Aceto-Guanamins oder ähnlicher Verbindungen. Das generell verwendete Aldehyd ist Formaldehyd, obwohl brauchbare Produkte auch aus anderen Aldehyden, wie beispielsweise Acetaldehyd, Crotonaldehyd, Acrolein, Benzaldehyd, Furfurol und anderen Verbindungen erzeugt werden können. Kondensationsprodukte des Melamins oder Uretans sind die im allgemeinen verwendeten Aminaldehydharze.

Andere wärmehärtbare Harze, die zur Bildung von Überzugswerkstoffen verwendet werden können, sind beispielsweise ToIybutadien, Oleoharze auf der Basis von Chinaholz oder Tungöl, Qleoharz-Formaldehydharze und Kombinationen dieser Harze miteinander und den.obengenannten Harzen.

Zu den thermoplastxschen Harzen, die als Überzugswerkstoffe verwendet werden können, gehören Vinylchlorid-Polymerharze, wie beispielsweise Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylidenchloiid-Gopolymere, Vinyldhlorid-Alkylmaleat-Copolymere, Vinylchlorid-Acryloiitril-Copolymere, VinylChlorid-Vinylacetat-Vinylalkohol-Copolymere, Vinylchlorid-Vinylacetat-Malein-Anhydrid-Copolymere, Äthylen-Vinylacetat-Copolymere, Äthylen-Äthylenacryl-Copolymere und

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dergl. Biese thermoplastischen Harze können In Kombination mit irgendeinem eier thermohärtbaren Harze verwendet werden, um Überzugswerkstoffe zu bilden·

Zum Auftragen auf die Metalloberflächen werden die obengenannten Harze oder Mischungen solcher Harze in geeigneten Lösungssystemen gelöst. Zu diesen Lö.sungssystemen gehören organische Ketone, wie Metyhl-Ethyl-Ketone, Methyl-Isobutyi-Ketone, Isophorone, Cyclohexanone und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Xylen und Toluol und Mischungen derselben» Bei der Herstellung der zum Beschichten der Metalloberfläche dienenden Lösung ist darauf zu achten,- daß die nötige Viskosität erreicht wird.

Die Überzugswerkstoffe bzw. -verbindungen und Mischungen werden als flüssige Lösung auf die Metalloberfläche, beispielsweise Stahl, Aluminium oder dergl., aufgetragen. Hierzu können. / beliebige in der Industrie übliche Auftragstechniken angewandt werden. Bei dem Beschichten von Metallblechen, die zur Herstellung von Behältern verwendet werden, ist die Roll.beschichtung die bevorzugte Auftragsart, weil auf diese Weise das gewünschte Beschichtungsgewicht leicht und bequem in einem einzigen Be-Schichtungsvorgang erreicht wird. Im allgemeinen können jedoch sowohl Sprühverfahren, Tauchverfahren und Fließverfahren mit Erfolg angewendet werden. .

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Der auf die Metalloberfläche aiuitgetxagene Ijberzugswexkstoff wird, nachdem die überwiegende Menge der Anteile 'des Iiösiuingsmittels verdunstet sind,, zu einem harten Film gehärtet, indem der Auftrag hei Temperaturen, zwischen 149 - 232° G eine bis zehn Minuten lang gebrannt wird, Bas bevorzugte Beschichtungs- oder Überzugsgewicht, welches eine angemessene Schutzschicht ergibt, die für Behälter geeignet ist, "beträgt etwa 0,15 bis 1,5 mg trockenen Überzugswerkstoffes pro cm Oberfläche.

Das Metallblech mit dem gehärteten Überzug kann nun verformt werden. So können z.B. durch Stanzarbeiten Dosenrümpfe, Teile von Dosenrümpfen oder Behältern, Deckeln und dergl. hergestellt werden. Es können zylindrische Metallbehälter erzeugt werden, die die mit dem Überzugswerkstoff versehene Metalloberfläche der Behälterinnenseite zuwenden. Da während der mechanischen Arbeiten beim Formen der Behälterteile Brüche in dem Überzug des Metallbleches entstehen können, werden die bereits mit einem Boden versehenen Behälter mit einer elektrophoretischen Lösung in Berührung gebracht, um blanke Stellen, bei denen der Überzug beschädigt ist, zu reparieren.

Erfindungsgemäß wird die überzogene Oberfläche des Behälters jedoch erhitzt oder gebrannt, d.h. für die Dauer von wenigstens 1, im allgemeinen etwa von 4 bis 120 Sekunden, auf Temperaturen im Bereich von 149 - 232° C, vorzugsweise im Bereich etwa von 180 - 200° C gehalten. Wie sich noch aus dem Folgenden ergeben

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wird, führt dieses Vorbrennen oder Vorerhitzen der überzogenen Oberflächen des Metallbehälters, das als Vorbehandlung für die elektrophoretische Reparaturbeschichtung durchgeführt wird, zu einer erheblichen Verbesserung der Wirksamkeit dieses elektrophoretischen Beschichtungsverfahren^ und hat somit zur Folge, daß eine wesentliche Verminderung der zurückbleibenden blanken bzw. unbeschichteten Stellen erreicht wird.

Die einzelnen .Parameter des Vorbrennens des bereits gehärteten Überzuges können im Hinblick auf den Zeit:Temperatur-Faktor verändert werden. Günstige Zeit- und Temperatur-Koordinaten sind folgende: 5 - 120 Sekunden Brenndauer bei 155 - 190° C oder 3-5 Sekunden Brenndauer te 155 - 232° C.

Um die elektrophoretische Beschichtung der hitzebehandelten Beschichtung zu bewirken, wird ein Elektrolyt, der synthetische polymere Harze enthält, mit der vorgebrannten überzogenen Beschichtung des Rumpfes, Behälters oder dergl, in Berührung gebracht. TJm den Niederschlag des polymeren Überzugswerkstoffes aus dem ä.ektrophoretischen Überzugsbad zu veranlassen, muß ein elektrischer Strom zwischen dem zu beschichtenden Rumpf, dessen Beschichtung repariert werden soll, und einer geeigneten in das elektrophoretische Bad eingetauchten Elektrode fließen. Zu diesem Zwecke wird eine Gleichspannung zwischen dem Rumpf und der Elektrode angelegt, so daß solange ein elektrischer Strom

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fließen kann, Ms alle metallisch leitenden Oberflächenbereiche des überzogenen Rumpfes mit Polymerisationsprodukten beschichtet sind, die aus dem elektrophoretischen Bad niedergeschlagen wurden. Dabei wird der polymere Werkstoff lediglich auf den
Plächenbereichen der beschichteten oder überzogenen Dosenrümpfe oder dergl«, niedergeschlagen, an denen der bereits -vorhandene Überzug beschädigt ist, weil nämlich alle anderen Bereiche durch den bereits dort vorhandenen Lacküberzug elektrisch isoliert sind.» Infolgedessen wird auf den in einwandfreiem Zustand befindlichen Flächen des Überzuges der Dosenrümpfe
keinerlei Polymerisationsprodukt angelagert.

Das elektrische Potential, das angelegt wird, um aus dem elektrophoretischen Bad zur Reparaturbeschichtung einen Niederschlag zu erzeugen, wird gesteuert, so daß es stets unter dem
Wert liegt, bei dem das Dielektrikum zwischen dem niedergeschlagenen Überzug und der Metalloberfläche durchschlagen würde, Die Spannung kann zwischen 20 - 2000 V pro 2,54 cm Elektrodenabstand liegen.

Die Überwachung der Zeit für die Reparaturbeschichtung ist unkritisch, denn die Beschichtung der blanken Teile oder beschädigten Flächenteile des Überzuges beginnt bereits Bruchteile
von Sekunden, nachdem der elektrische Kreis geschlossen wurde
und hört selbsttätig auf, sobald die nötige reparierende

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Beschichtung aufgetragen "bzw. niedergeschlagen ist... Die £e±t_r die im allgemeinen für die Reparatur be scMehtung in Ansprach .'■ genommen wird* kann im Bereich zwischen 2 - 120 Sefcund-eni liegen..

Die Stromdichte,, die für die electrophoreto sehe Niederschlagung gewählt wird, ist veränderlich und hängt von den jeweiligen Arbeitsparametern, insbesondere auch der gewählten Arbeitsbespannung sowie auch von der Leitfähigkeit des elektrophoretischen Bades und auch der Zeit ab, die für die Bildung des Überzuges gewählt wurde. Im allgemeinen liegt die Arbeltsspannung für den elektrophoretischen Beschichtungsprozeß im Bereich zwischen 100 bis 900 V pro 2,54cm Elektrodenabstand, so daß die blanken Fläc.henbereiche eines beschichteten Metallkörpers bzw. Gegenstandes in einer annehmbaren Zeit, die etwa zwischen 2 und 5 Sekunden liegt, wieder instandgesetzt werden,.

Die Temperatur des elektrophoretischen.Bades ist für die Durchführung des Verfahrens an sich nicht kritisch, es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß Rücksicht auf die Brenn- oder Verfestigungstemperatur sowie auch die Einfriertemperatur der kolloidalen Suspension des elektrophoretischen Bades genommen wird. Pur praktische Anwendungsfälle liegen die bevorzugten Ärbeitstemperaturen im Bereich von etwa 15 - 60° C.

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Bei dem elektrophoretisehen Bad, das erfindungsgemäß verwendet wird, handelt es sich mm eine kolloidale Suspension, die aus geladenen Teilchen eines synthetischen polymeren Harzes "besteht, das in einem geeigneten flüssigen"Elektrolyten in Dispersion ist. Bas im elektrophoretisehen Bad in Dispersion ■ befindliche polymere Harz kann das gleiche Harz sein, aus dem die ursprüngliche Beschichtung des Gegenstandes "besteht. Es kann aber auch ein anderes Harz verwendet "werden. Bei den Harzen, die bevorzugt für elektrophoretische tjberzugsbäder, auf die die Erfindung; Bezug nimmt, verwendet werden, handelt es sich um thermoplastische oder .thermohärtbare Harze, welche freie Carbonsäuregruppen oder Hydroxylgruppen besitzen.

Beispiele für Harze, die freie Carbonsäure-' oder Hydroxylgruppen besitzen und für elektrophoretische Bäder verwendet werden können, sind acrylische Harze, wie z.B. Polyacrylsäure,, Polymere von Hydroxyalkylestern der o{ _tß ^ί-äthylenischen, ungesättigten Carbonsäure, wie z.B. poly (2-Hydroxyäthylacrylat), poly (2-Hydroxypropylmethacrylat), Copolymere des Äthylen undßer cf,/3-äthylenisehen ungesättigten Garbonsäure, wie Äthylenacrylsäure bzw. deren Copolymere, Äthylen-Methacryl-Säure-Copolymere, Polymere der Mono- und Di-Ester der ungesättigten Dicarbonsäure, wie Maleinsäure, Fümarinsäure, Itaconsäure, bei denen wenigstens eine der veresternden Gruppen eine Hydroxylgruppe enthält, wie beispielsweise Polymere von Mono (2-

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HydrQxyäthyl)Maleat, Mono. (2-Hydroxypropyl)Fumarat und dergl..

Die obengenannten Harze können weiterhin" mit Alkoxymethyl-Aminoplasten vermischt werden, wie beispielsweise Methoxy-* melaminestern, Methoxymethyl-Benzoguanaminäther, oder butylier« tem Urea-Formaldehydharz, um hitzehärtbare Harzbildungen zu erreichen, die 60 bis 95$ Carbonsäure oder Hydroxylgruppen im Harz enthalten und etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent Aminoplaste-. Harze besitzen«

Eine stabile Dispersion solcher Harze in Wasser wird in Anwesenzeit, von Ammonium oder Triethanolamin hergestellt. Falls erforderlich, kann.ein anionisches o'berflächenwirksames Agenz verwendet werden.

Die Konzentration festen Harzes im elektrophoretisehen Bad kann in weiten Grenzen variiert werden. Im allgemeinen soll der Fest stoff gehalt an .synthetischein polymeren Harz im Bad in Grenzen von etwa 4 bis 15 Gewichtsprozent verändert werden.

Hachdem das synthetische polymere Harz elektrophoretisch auf der überzogenen Oberfläche des Gegenstandes niedergeschlagen wurde, wird der Gegenstand vom Bad getrennt und mit Wasser gewaschen, um noch anhaftende Reste der Beschichtungs- oder Überzugslösung^ zu entfernen. Der Waschbehandlung folgend schließt sich eine Wärmebehandlung des Gegenstandes an, bei der

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der Gegenstand in einem Öfen bei Temperaturen zwischen 149 und 232° C 1 bis etwa 20 Minuten lang gebrannt wird, um alle flüchtigen Bestandteile zu verdampfen und das elektrophoretisch niedergeschlagene Material in die Form eines gehärteten Filmes zu überführen.

Um zu erläutern, auf welche Art das erfindungsgemäß ausgebildete Verfahren durchgeführt wird, werden nachfolgend Beispiele beschrieben. Έβ ist jedoch ausdrücklich zu berücksichtigen,daß diese Beispiele als Erläuterungsbeispiele für die Erfindung dienen und nicht im Sinne einer Eins chränkung auf irgendwelche genannten besonderen Materialien oder Verfahrensbedingungen, die genannt werden, zu verstehen sind.

Beispiel I:

aus
Eine Lösung einer Mischung/Epoxy- und Urea-Formaldehydharzen

in einem flüchtigen Lösungsmittel wird auf die Oberfläche dner Stahlplatte mittels einer Rolle aufgetragen. Es wird dabei

eine Beschichtung von etwa 0,5 mg Stärke pro cm der Metalloberfläche eingestellt. Der aufgetragene Überzug wird 8 Minuten lang bei 221° C gebrannt, um das Lösungsmittel zu entfernen bzw. zu verdampfen und die aufgetragene Epoxy-Urea-Formaldehydmischung zu härten und in die Gestalt eines harten emailleartigen Filmes zu überführen. Aus dem Metallblech mit dem Epoxy—Urea-Formaldehydharz-Überzug werden Dosenrumpfζargen

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ausgeschnitten und anschließend in die G-e.st.alt. offener Zylinder tiberführt, die schließlich zu. Dosenrümpfen mit geschweiß» ten LMngsnähten verarbeitet werden,, bei denen die beschichtete Oberfläche die Innenseite der Rohlinge bildet. Danach werden. die Dosenrümpfe an einem Ende mit Deckeln versehen _t die aus' dem gleichen beschichteten Metallblech gefertigt sind. Zur Verbindung der Rümpfe mit den Böden wird der übliche Doppelfalz verwendet.

Die so hergestellten Behälter werden in einen Heißluftofen eingebracht und in diesem 120 Sekunden lang bei 179° C gebrannt. Die hitzebehandelten oder vorgebrannten' Behälter werden nun abgekühlt. Danach werden sie mit einem elektrophoretischen Bad gefüllt, das aus 5 $ festen Harzanteilen besteht, die in einer wässrigen Triäthanolaminlösung in Dispersion sind. Die festen Harzanteile setzen sich aus einer Mischung von 85 Gewichtsprozent eines 70-^igen Hydroxyl-funktionellen Acrylharzes und 15 Gewichtsprozent Melarainformaldehydharz zusammen.

In den Behälter wird danach eine Stahlelektrode eingebracht. Die Lage der Elektrode im Behälter wird so gewählt, daß sie an der nahesten .Stelle wenigstens 0,6 bis 3,81 cm weit von der Innenoberfläche des Behälters entfernt ist. '

Nun wird ein Strom bei einer Spannung von 450 V, die an die Elektroden und den Behälter angelegt wird, erzeugt. Die Dauer

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der Behandlung beträgt 5 Sekunden. Der Bellälter !bildet'bei dem elektrischen Stromfluß die Anode. Uach. Beendigung' der Behandlung mit dem elektrischen Strom wird der Behälter umgekippt, nam das elektrophore tische Bad "bzw- die Miissigkeit auszugießen. Die umgedrehten Behälter werden mit Wasser ausgespült und danach 4 Minuten lang !bei 355 C in einem Heißluft of en gelbrannt.

Eine Seihe gleichartig hergestellter Behälter wurden in der genannten Weise reparatur "beschichtet, indem das vorgenannte Ver— fahren angewandt wurde, wo "bei jedoch unterschiedliche Überzüge verwendet wurden.

Die Qualität der elektrophoretischen Reparaturbeschichtung wurde durch Anwendung des Lacktestes bestimmt. Bei diesem Test wird die Qualität eines Überzuges in einer Größe bestimmt, die sich aus dem verbleibendem Anteil metallisch blanker Oberflächen ergibt. Die Bedingungen, unter denen dieser Test durchgeführt wird, sind folgende: Es wird eine niedrige Spannung zwischen einer Elektrode und dem mit einem Elektrolyten gefüllten Behälter angelegt. Bei dem Elektrolyten handelt es sich um eine 2-"/o±ge NapSOi-Lösung. Das Vorhandensein metallisch blanker Flächenelemente wird durch den Stromfluß gemessen, der von einem Lackprüfgerät, das die Firma Wilkens-Anderam-Comp. liefert, angezeigt wird. Da die Größe des Stromes in unmittelbarer Beziehung zu der gesamten Fläche metallisch blanker Stel-

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len stellt, die dem Elektrolyten dargeboten werden, ist die Ablesung (in Milliampere) zugleich auch ein Maß für das Verhältnis der gesamten metallisch blanken Stellen zur beschichteten Oberfläche· '

Die Lackprüf-Meßergebnisse der Dosenrümpfe, die erfindungsgemäß beschichtet und behandelt wurden, sind in Tabelle I unter der Rubrik "vorgebrannt" aufgetragen. Zu Vergleichszwecken wurde ein Vergleichs,test durchgeführt, bei dem Behälter rümpfe, die in der gleichen Weise beschichtet und hergestellt wurden, jedoch vor der elektrophoretischen Reparaturbeschichtung nicht vorgebrannt wurden, dem Lackprüftest unterzogeij/T ifie Ergebnisse dieser Messung sind in Tabelle I unter der Rubrik "Vergleichswert" aufgetragen.

Tabelle I

Überzug . Lack-Prüfgerät (mA) *

vorgebrannt Vergleichsmessung,

Epoxy-Urea-Formaldehydharz (1) 0,47 2,7 ^: -

Vinylchlorid-Polymerharz (2) 0,07 125+

Acryl-Melamin-Formaldehydharz ^ g ■ "■ 125+

Phenol-Formaldehydharz (4) 1,5 125+ ♦Durchschnitt von 8 Behältern.

: 009839/1839 original inspected.

(1) Epoxy-Urea-Formaldehydharzmischung, zusammengesetzt aus 80 fo Epoxyharz mit hohem Molekulargewicht und 20 $ Urea-Formaldehydharζ.

(2) Mischung aus Vinylchloridpolymerharzen, zusammengesetzt aus 59 io Polyvinylchlorid, 8 $ Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer, 14 f° Epoxyharz (ein Kondensationsprodukt von Epichlorhydrin und Bisphenol A mit einem Molekulargewicht zwischen 350 und 400), 14 ^c/° Weichmacher (epoxidiertes Leinenöl), 4 % Phenol-Formaldehydharz und 1 fo Melamin-IOrmaldehydharz.

(3) Ein hitzehärtbares Acryl-Melamin-Formaldehydharz-Gemisch, zusammengesetzt aus etwa 70 Gewichtsprozent hydroxylfunktionellern Acrylharz und etwa 30 Gewichtsprozent Melamin-Formaldehydharz.

(4) B-Stufen-Phenol-IOrmaldehydharz.

Bei Betrachtung der Tabelle I ist sofort zu erkennen, daß die überzogenen Gegenstände, die vorgebrannt wurden, wie dies die Erfindung vorsieht, elektrophoretische Reparaturergebnisse zeigen, deren Qualität im Vergleich zu Gegenständen, bei denen diese Wärmevorbehandlung nicht vor der elektrophoretischen Badbehandlung durchgeführt wurde, erheblich verbessert wurden.

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Beispiel II

Eine Reihe offener Zylinder, die mit Vinylehlorid-Polymerharzen gemäß Beispiel I überzogen wurden, wurden vorgebrannt, elektrophoretisch vorbeschichtet, bevor die Boden an die zylindrischen Rümpfe angesetzt bzw. an diesen befestigt wurden. Die beschichteten bzw. überzogenen Zylinder wurden bei 179 bis 232° G vorgebrannt, wobei eine Reihe unterschiedlicher Wärmequellen verwendet wurde. Die vorgebrannten Zylinder wurden danach elektrophoretisch reparatürbeschichtet, wie dies die Erfindung, gemäß Beispiel I vorschreibt. Der Einfluß der Art der Wärmebehandlung sowie der Zeit des Vorbrennens auf· die Ergebnisse des Lackprüftestes,' und zwar sowohl bei vorgebrannten und nicht vorgebrannten Vergleichsergebnissen, sind in Tabelle II im Folgenden aufgetragen. .

Tabelle II

Test; Art der Wärmebehandlung No.-i ■ ■.■.■■ :

Vorbrennzeit (Sek.)

Lackprüfgerät/mA vorgebrannt Vergl.-Messung

1. ; 100 Ampere Infrarοtofen

2. Rotation der Zylinder in

• direkter Gasflamme von ' Gas-Luft-Brennern Brenner)

3. Rotation der Zylinder zwischen zwei Induktionsierhitzungsspulen

15 7,0

12

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Die Daten in Tabelle II zeigen, daß diejenigen Oberflächen, die auf unterschiedlichste Arten und verschiedene Verfahren vorgebrannt wurden, bevor die elektrophoretische Reparaturbeschichtung durchgeführt wurde, eine erheblich gesteigerte Qualität der Beschichtung aufweisen, wenn diese mit anderen Oberflächenbeschichtungen verglichen wird, die in der gleichen Weise behandelt und reparaturbeschichtet, jedoch vor der Reparaturbeschichtung im elektrophoretischen Bad nicht einer Wärmebehandlung oder einem Vorbrennen unterzogen wurden.

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Claims

..'-■.. ■■■■■■■-- 22 ■-■■ ;·- . . ". ' . : Patentansprüche ■ ι* ν

1) Verfahren zum Behandeln eines Metallgegenstandes, der eine Oberflächenbeschichtung aufweist, dadurch gekennzeichne t , daß folgende Handlungen ausgeführt werden: · ■ ■

a) ein organischer Überzugswerkstoff auf die Metalloberfläche aufgetragen wird,

b) der Überzug auf der Metalloberfläche zu einem kontinuierlichen PiIm ausgehärtet wird,

c) das überzogene Metall zum Gegenstand geformt wird,

d) der geformte, aus überzogenem Metall bestehende Gegenstand bei einer erhöhten Temperatur gebrannt wird,

' e) die Oberfläche des gebrannten, überzogenen Gegenstandes , mit einem elektrophorptischen Bad in Berührung gebracht wird, in dem sich geladene Teilchen eines organischen Überzugswerkstoffes in Dispersion befinden, wobei die überzogene Oberfläche des Gegenstandes als .erste Elektrode verwendet wird,

f) eine zweite Elektrode mit dem elektrophoretischen Bad in Berührung und ein elektrischer Gleichstrom solange zwischen der zweiten Elektrode und dem gebrannten überzogenen Gegenstand zum Fließen gebracht wird, bis alle elektrisch leitenden Stellen der Oberfläche des Gegenstandes elektrophoretisch mit dem organischen Überzu^swerkstoff überzogen sind.

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BAD ORlOiNAL

g) die Oberfläche des Gegenstandes erhitzt wird, um den elektrophoretisch niedergeschlagenen, organischen Überzug zu härten.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn· zeichnet, daß der Gegenstand mit einem thermoplastischen Harz überzogen wird.

3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand mit einem wärmehärtbaren Harz überzogen wird.

4) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenstandmit einem Vinylchlorid-Polymer-Harz überzogen wird.

5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenstand mit einem·Gemisch aus einem Epoxyharz und einem Ureaformaldehydharz überzogen wird.

6) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenstand mit einem Gemisch aus einem Hydroxy-Funktions-Acril-Harz und einem Melaminformaldehydharz überzogen wird.

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7) Verfahren nach Anspruch 1, dad ure h gekennzeichnet, daß der Gegenstand mit einem Phenolformaldehydharz überzogen wird. -

8) Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Gegenstand bei einer Temperatur von 149 bis 232° C 1 bis etwa 120 Sekunden lang gebrannt wird, bevor seine überzogene Oberfläche mit dem elektrophOTetischen Bad in Berührung gebracht wird.

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