DE19500362A1 - Verfahren zum Reinigen von Metallgegenständen, insbesondere von Karosserien vor dem Lackieren, und gleichzeitigen Aufbringen einer Primerschicht bzw. einer ersten Korrosionsschutzschicht darauf - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Vorbehandeln, d. h. zum Reinigen der Oberfläche und Aufbringen einer Primer­ schicht und einer ersten Korrosionsschutzschicht auf die Ober­ fläche von Metallgegenständen, insbesondere von Karosserien vor dem Lackieren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs, wie es beispielsweise in der Serienfertigung der Automobilindustrie bekannt ist.

Bei dem bekannten Verfahren wird eine Phosphatschicht als Pri­ mer- und Korrosionsschutzschicht gelegt, was jedoch das Verfah­ ren sowohl von der Anlagenseite als auch von den Betriebskosten her relativ aufwendig macht, weil das Phosphatieren ein geson­ dertes vorheriges Reinigen der Karosserie und zwischengeschal­ tete Spülvorgänge zur wirksamen Trennung der Behandlungsmedien erfordert.

Es ist daneben auch bekannt, Metallgegenstände mittels wäßriger Lösungen von Metasilikaten zu reinigen (vgl. DE 41 33 100 A1). Es ist auch bekannt (vgl. DD 2 35 425 A1), daß durch das Behan­ deln von zuvor entfetteten Aluminiumblechen beispielsweise mit­ tels einer wäßrigen Lösung aus Wasserglas, Natriumkarbonat und Natronlauge ein elastischer, fest haftender Haftgrund für Farb­ anstriche gelegt werden kann.

Aus der US-PS 3 988 231 ist es bekannt, daß außer einer Phos­ phatschicht auch eine Silicatschicht als haftungsverbessernder Primer für elektrophoretisch aufzubringende Lackierungen dienen kann und daß dies für Substratoberflächen aus Eisen, Kupfer, Aluminium oder Zink gilt. Abgesehen davon daß in dieser Schrift keine näheren Angaben über die Art und das Mittel für das vorhe­ rige Reinigen des Substrates gemacht werden, läßt diese Schrift es auch völlig offen, wie eine Silikatschicht zweckmäßigerweise auf die Substratoberfläche aufgebracht werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegelegte Verfahren zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei Zugrundelegung des gattungsgemäßen Ver­ fahrens erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst. Durch die Behandlung der Metallgegen­ stände mit einem handelsüblichen, Metasilikate enthaltenden Rei­ niger kann in einen einzigen Schritt gereinigt, geprimert und korrosionsbeschichtet werden. Gegenüber dem weiter oben zitier­ ten und gewürdigten Stand der Technik neu und überraschend ist vorliegend der erfindungsgemäße Substitutions- und Vereinfa­ chungsgedanke, nämlich die bisher übliche Phosphatschicht durch eine Silikatschicht zu ersetzen und diese bereits während des Entfettungs- und/oder Reinigungsvorganges in ein und demselben Behandlungsschritt aufzubringen.

Die Vorteile der anspruchsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens liegen in Folgendem:

• - Vereinigen einer Vielzahl von ehedem separaten Behandlungs­ schritte, die bisher zum selben Ergebnis, allerdings mit einer Zinkphosphat-Primerschicht, führten, zu einem einzigen Behandlungsschritt.
• - Dadurch entfallen fast alle der ehemals gesondert durchzufüh­ renden Behandlungsschritte nämlich:
  Entfetten/Reinigen,
  Spülen,
  Aktivieren,
  Spülen,
  Zinkphosphatieren,
  Nachspülen.
• - Aufgrund der Ausbildung einer Silikatschicht (anstelle der bisherigen Zinkphosphatschicht) wird selbsttätig, und zwar zugleich mit dem Entfetten/Reinigen eine voll funktionstaug­ liche Korrosionsschutzschicht und Primerschicht für die nach­ folgende Lackierung erzeugt.
• - Dadurch können erhebliche Anlagekosten eingespart werden, weil kleinere Anlagen verwendet werden können.
• - Außerdem fallen weniger Betriebskosten an, weil Chemikalien und Spülwasser eingespart werden.
• - Durch die Einsparung an Spülwasser fällt auch weniger Abwas­ ser an, so daß auch die Folgekosten der neuen Vorbehandlungs­ technik geringer ausfallen als früher.

Das erfindungsgemäße gleichzeitige Entfetten/Reinigen zum einen und Beschichten zum anderen ist grundsätzlich an allen möglichen Metallgegenständen vorteilhaft, und zwar unabhängig davon, ob diese Teile anschließend für ihren Gebrauch lackiert werden sol­ len oder nicht; selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Ent­ fetten/Reinigen und Beschichten bei anschließend zu lackierenden Teilen besonders vorteilhaft. Es kann sich um Massengüter, um Massivteile oder um Blechteile handeln. Es können alle praktisch vorkommenden Metalle so gereinigt und beschichtet werden, insbe­ sondere unbeschichtete Stahlbleche, verzinkte Bleche, Leichtme­ tallbleche, Gußteile insbesondere aus Leichtmetall oder Strang­ preßprofile.

Die Erfindung ist an Hand von nachfolgend beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispielen noch erläutert:

1. Beispiel

Es wurde ein Stahlblech aus St15 05 DG (Fa. Sidmar) in eine 1- %ige wäßrige Lösung des handelsüblichen, Metasilikate enthal­ tenden Reinigers P3 Siliron U 64 (Fa. Henkel, Bitterfeld) bei einer Reinigertemperatur von 80°C etwa 5 Minuten lang unterge­ taucht und anschließend getrocknet. Die anschließende Untersu­ chung der Probenoberfläche mit zwei verschiedenen halbquantita­ tiven Prüfungsverfahren ergab, daß sich ein ausreichend ge­ schlossener und ausreichend starker Belag aus Silizium auf der Substratoberfläche gebildet hat. Und zwar wurde die Oberfläche zum einen mittels Glimmentladungsspektroskopie (GDOS) unter­ sucht. Zum anderen wurde ein kombiniertes Verfahren angewandt, nämlich Rasterelektronenmikroskopie (REM) kombiniert mit der energiedispersiven Röntgenstrahlenfluoreszenz (EDXRF). Aus diesen beiden Prüfungen ergab sich eine Silikat-Belegung der Oberfläche mit etwa 1 g/m².

Die Probe wurde anschließend automobiltypisch lackiert, und zwar wurde sie zunächst einer kathaphoretischen Elektrotauchlackie­ rung in einem Tauchbad mit einem Tauchlack auf Basis eines ure­ thanisierten Epoxidharzes Nr. 760-959 (Fa. PPG) unterzogen und dabei eine Schichtdicke von 19 µm nach dem Einbrennen bei 175°C aufgetragen. Darauf wurde eine Lage Füllerlack pueblograu auf Basis Polyurethan in üblicher Lagenstärke aufgebracht. Darauf folgte eine Decklackierung mit Wasserbasislack (WBL 744) auf Ba­ sis PU/PES/Melaminharz. Schließlich wurde eine Klarlackschicht eines Zweikomponentenlackes auf PU-Basis aufgetragen.

Die solcherart hergestellte Probe wurde einer Korrosionsprüfung unterzogen. Und zwar wurde hierzu der in der deutschen Automo­ bilindustrie durchweg anerkannte und angewandte Korrosionswech­ seltest nach der vom Verband der deutschen Automobilhersteller (VDA) herausgegebenen Norm VDA 621-415 eingesetzt. Dabei wird die Beschichtung einer Probe in definierter Weise bis auf den Grundwerkstoff angeritzt und anschließend in zehn Zyklen zu je einer Woche einer künstlichen aber relativ aggressiven "Bewit­ terung" mit zwischengeschalteten Trockenpausen ausgesetzt. Da­ durch kommt es - ausgehend von dem Ritz - zu einer korrosiven seitlichen Unterwanderung der angeritzten Beschichtung der Pro­ be. Das Maß des Vordringens der seitlichen Korrosionsunterwan­ derung wird als Ergebnis des Korrosionswechseltestes - sog. Ud- Wert - festgehalten. Bei der Probe nach Beispiel 1 gab sich ein Ud-Wert von 1,3 mm, was als ein sehr gutes Ergebnis zu bezeich­ nen ist.

2. Beispiel

Beim zweiten Beispiel wurde eine 2%ige wäßrige Lösung des Rei­ nigers P3 Siliron LM (Fa. Henkel, Bitterfeld) verwendet; im üb­ rigen wurde die Probe jedoch unter Einsatz der gleichen Parame­ ter wie zuvor behandelt. Die Oberflächenuntersuchung nach der gleichen Methode wie oben erwähnt, ergab ebenfalls eine Si-Bele­ gung von etwa 1 g/m². Auch die automobiltypische Lackierung der Probe des zweiten Beispiels war in allen Kriterien und Merkmalen gleich wie die des ersten Beispieles. Desgleichen wurde die an­ schließende Korrosionsprüfung nach dem gleichen Verfahren durch­ geführt. Hier ergab sich ein Ud-Wert von 1,4 mm, der ebenfalls als sehr gut zu bezeichnen ist.

Claims (1)

1. Verfahren zum Vorbehandeln, d. h. zum Entfetten/Reinigen der Oberfläche und Aufbringen einer Primerschicht und einer ersten Korrosionsschutzschicht auf die Oberfläche von Metallgegenstän­ den, insbesondere von Karosserien vor dem Lackieren, vorzugswei­ se dem kathodischen Tauchlackieren, dadurch gekennzeichnet, daß die ungereinigten Metallgegenstände zum vollständigen Vorbe­ handeln lediglich mit einem handelsüblichen, Metasilikate ent­ haltenden Reiniger beduscht oder in einen solchen untergetaucht werden, wobei in einem einzigen Arbeitsgang nicht nur die Ober­ fläche gereinigt, sondern zugleich auch eine ausreichend ge­ schlossene Silikatschicht als erste Korrosionsschutzschicht und als Primer für eine spätere Lackierung aufgebracht wird, wobei für die wäßrige Lösung von Metasilikaten des Reinigers die nach­ folgenden Daten vorgesehen sind:
   Alkalität: pH-Wert 9 bis 10,
   Konzentration: 0,5 bis 7%, vorzugsweise 1 bis 3%,
   Lösungstemperatur: 60 bis 95°C, vorzugsweise etwa 80°C und
   Behandlungsdauer: 3 bis 10 Min., vorzugsweise etwa 5 Min.