DE202019004197U1

DE202019004197U1 - VCI - Korrosionsschutzpapier mit zusätzlicher Funktionalität

Info

Publication number: DE202019004197U1
Application number: DE202019004197.4U
Authority: DE
Original assignee: Corrolytic GmbH
Current assignee: Corrolytic GmbH
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2029-10-12

Abstract

Korrosionsschutzpapier zum direkten und indirekten Schutz von üblichen Gebrauchsmetallen, wie Eisen, Chrom, Nickel, Zinn, Zink, Aluminium, Kupfer, Magnesium, Silber und deren Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrosionsschutzpapier mit zusätzlichen Funktionalitäten wie Barrieren für Feuchtigkeit/Wasserdampf und/oder Barrieren für Sauerstoff und/oder Siegelfähigkeit ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Korrosionsschutz-Papier nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Alle Maßnahmen des temporären Korrosionsschutzes für Metalle gegen die Einwirkung neutraler wässriger Medien oder kondensierter Wasserfilme haben bekanntlich das Ziel, die auf Gebrauchsmetallen nach erstem Kontakt mit der Atmosphäre stets vorhandene Primäroxidschicht (primary oxide layer, POL) vor chemischem und mechanischem Abbau zu konservieren (vgl. z. B.: E. Kunze (Hrsg.), Korrosion und Korrosionsschutz, Band 3, Wiley-VCH, Berlin, Weinheim, New York 2001, S. 1680 ff.).
Die ISO-Definition beschreibt ein Korrosionsinhibitor als eine chemische Substanz, die in „Gegenwart mit einer geeigneten Konzentration in einem korrodierenden System die Korrosionsrate verringert, ohne die Konzentration von irgendeinem anderen korrodierenden Mittel entscheidend zu verändern. Die Verwendung des Begriffs Inhibitor soll durch die Art des Metalls und die Umgebung, in der er effektiv ist, näher bestimmt werden“.
Unterschiedliche temporäre Korrosionsschutzmethoden sind aus der Praxis grundsätzlich bekannt. Während der Lagerung und Transporten von metallischen Erzeugnissen finden diese Anwendung. Eine Möglichkeit des temporären Korrosionsschutzes ist der Einsatz von „Volatile Corrosion Inhibitor (VCI)“ oder „vapour phase corrosion inhibitor (VpCI)“ genannten Verbindungen. Hauptprinzip der Anwendung von VCI bzw. VpCI ist die Aufrechterhaltung, bzw. Verstärkung der inhärenten, meistens nur begrenzt schützenden Primäroxidschicht, die sich auf jedem Metall durch Berührung mit der Atmosphäre sehr schnell bildet, aber rein visuell ohne optische Hilfsmittel nicht wahrnehmbar ist (Prof. Dr. E. Kunze, Korrosion und Korrosionsschutz, Band 3, Wiley-VCH Verlag GmbH, 2001, S.1680 ff.).
Hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Primäroxidschicht können bekannte Gebrauchsmetalle, wie Eisen, Chrom, Nickel, Zinn, Zink, Aluminium, Kupfer, Magnesium, Silber und deren Legierungen in zwei Kategorien unterteilt werden. Bei der ersten Gruppe wird durch den Einsatz von starken Oxidationsmitteln (Passivatoren) die korrosionsschützende Primäroxidschicht nachgebildet und aufrechterhalten. Eisen ist ein Vertreter dieser Metallgruppe. Als Passivatoren haben sich Salze der Salpetrigen Säure seit mehr als 70 Jahren als Dampfphaseninhibitor vielfältig bewährt und sind in zahlreichen Patentschriften genannt (z. B.: US2419327 , US2432839 , US2432840 , US2449962 ). Die zweite Gruppe bilden Metalle, deren Primäroxidschicht gegen weitere Oxidation empfindlich sind. Kupfer ist ein Vertreter dieser Gruppe. Durch das Einwirkten von starken Oxidationsmitteln wird die Primäroxidschicht, bestehend aus Kuper-(I)-Oxid (Cu₂O), im Gegenwart von Sauerstoff zu schwarzem Kupfer-(II)-Oxid (CuO) umgewandelt, welches aufgrund der veränderten Kristallgitterabmessung das darunter liegende Kupfer nicht mehr vor Korrosion schützen kann und somit auch die Korrosionsschutzwirkung verloren geht. Hier kann durch den Einsatz von geeigneten flüchtigen Dampfphasen-Korrosionsinhibitoren, wie Benzo- und Tolyltriazolen, auf der metallischen Werkstoffoberfläche eine schützende Adsorptionsschicht aufgebaut, der direkte Kontakt des Wasserdampfes aus der Umgebungsatmosphäre unterbunden, elektrochemische Prozesse durch die Anwesenheit von Dampfphasen-Korrosionsinhibitoren gehemmt und die Korrosionsreaktionen stark verlangsamt bzw. ganz gestoppt werden.
Korrosionsinhibitoren, die bereits unter Normalbedingungen zur Verdampfung oder Sublimation neigen, werden bereits seit mehreren Jahrzehnten als temporärer Korrosionsschutz von Metallgegenständen innerhalb von geschlossenen Räumen, z. B. in Verpackungen eingesetzt. So werden beispielsweise in den Dokumenten EP0639657A1 , EP1219727A2 , DE102007059726A1 , US3836077 , US3967926 , US4124549 , US4290912 , US5209869 , US5332525 und US5393457 unterschiedliche Varianten vorgeschlagen, in denen Dampfphasen-Korrosionsinhibitoren kontinuierlich aus Kapseln, Beschichtungen oder Kunststoff-Folien verdampfen oder sublimieren können. Auch die Anwendung in Korrosionsschutz-Ölen ist in den Dokumenten US 3398095 und US3785975 beschrieben.
Zellstoffbasierte Trägermaterialien, welche mit Dampfphasenkorrosionsinhibitoren angereichert sind, werden zum Schutz von metallischen Bauteilen seit mehreren Jahrzehnten u.a. in der Automotive- und Maschienenbaubranche erfolgreich eingesetzt. Produkte, die aus Metall hergestellt sind, können durch Ummantelung mit VCI haltigen Packmitteln sicher vor Korrosion geschützt werden. Eine Möglichkeit der zellstoffbasierten Trägermaterialien bildet Papier. Papier kann durch unterschiedliche Herstellungsverfahren vollständig oder teilweise mit Dampfphasenkorrosionsinhibitoren angereichert werden. Im folgendem werden diese als VCI-Papiere bezeichnet. Um Bauteile, die mit VCI-Papieren verpackt werden, zudem vor Feuchtigkeit zu schützen, können VCI-Papiere mit unterschiedlichen Materialien, meist Folien, kaschiert werden. Beim Kaschieren werden mindestens zwei Lagen unterschiedlicher oder gleicher Materialien miteinander verbunden. Zum Verbinden wird Lösungsmittel- oder Dispersionskleber (Nasskaschierung) oder Klebstoff, der durch Wärme aufgeschmolzen wird (Thermokaschierung), verwendet. In beiden Fällen wird durch Hitze und Druck ein Verbund hergestellt, der bei einem Folien Papierverbund die Freisetzung des VCI-Wirkstoffes auf der Kaschierten Seite aus dem VCI-Papier sehr stark beeinträchtigt. Dieser Nachteil kann entweder durch den Einsatz von VCI-Folien zum Kaschieren oder mit einem Sandwichverbund, bestehend aus VCI-Papier in den äußeren Lagen und einer Barriereschicht in der Mittellage entgegengewirkt werden. Jedoch wird in beiden Fällen ein Verbund hergestellt, womit der Recyclingprozess deutlich erschwert wird. Soll zudem das VCI-Papier die Funktionalität der Siegelfähigkeit aufweisen, so wird die folienkaschierte Seite hierzu verwendet, welche wie zuvor beschrieben, die Freisetzung des VCI-Systems stark beeinträchtigt. In der vorliegenden Erfindung wird das VCI-Papier nicht durch eine Kaschierung, sondern durch eine ein- bzw. beidseitige Beschichtung und/oder Imprägnierung mit unterschiedlichen Funktionalitäten wie Barrieren für Feuchtigkeit/Wasserdampf und/oder Barrieren für Sauerstoff und/oder Siegelfähigkeit aufgewertet. Durch eine Voll bzw. Teilbeschichtung und/oder -imprägnierung wird die Freisetzung des VCI-Systems bzw. VpCI-Systems nur geringfügig beeinträchtigt, sodass weiterhin der rasche Aufbau der korrosionsschützenden Atmosphäre ermöglicht und für die darin verpackten Produkte der sichere Schutz vor Korrosion gewährleistet werden kann.
Es kann vorgesehen sein, dass das VCI-Papier ergänzt mit weiteren Eigenschaften wie z.B. UV-Schutz und/oder Fettdichtigkeit ausgebildet sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2419327 [0005]
US 2432839 [0005]
US 2432840 [0005]
US 2449962 [0005]
EP 0639657 A1 [0006]
EP 1219727 A2 [0006]
DE 102007059726 A1 [0006]
US 3836077 [0006]
US 3967926 [0006]
US 4124549 [0006]
US 4290912 [0006]
US 5209869 [0006]
US 5332525 [0006]
US 5393457 [0006]
US 3398095 [0006]
US 3785975 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

E. Kunze (Hrsg.), Korrosion und Korrosionsschutz, Band 3, Wiley-VCH, Berlin, Weinheim, New York 2001, S. 1680 [0002]
Prof. Dr. E. Kunze, Korrosion und Korrosionsschutz, Band 3, Wiley-VCH Verlag GmbH, 2001, S.1680 [0004]

Claims

Korrosionsschutzpapier zum direkten und indirekten Schutz von üblichen Gebrauchsmetallen, wie Eisen, Chrom, Nickel, Zinn, Zink, Aluminium, Kupfer, Magnesium, Silber und deren Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Korrosionsschutzpapier mit zusätzlichen Funktionalitäten wie Barrieren für Feuchtigkeit/Wasserdampf und/oder Barrieren für Sauerstoff und/oder Siegelfähigkeit ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Korrosionsschutzmittel als ein Dampfphasen Korrosionsinhibitor (VCI - volatile corrosion inhibitor bzw. VpCI - vapour phase corrosion inhibitor) ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass das Korrosionsschutzmittel im und/oder auf dem Papier ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass das Korrosionsschutzmittel vollflächig oder partiell ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, dass das Papier als Träger für das Korrosionsschutzmittel hauptsächlich aus Zellstoff, Halbzellstoff und/oder Altpapier ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass durch weitere Funktionalitäten wie Barrieren für Feuchtigkeit/Wasserdampf und/oder Barrieren für Sauerstoff und/oder Siegelfähigkeit im Korrosionsschutzpapier die Freisetzung des Korrosionsschutz-Inhibitors in die Gasphase weiterhin ermöglicht wird.
Korrosionsschutzpapier nach Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, dass weitere Funktionalitäten wie Barrieren für Feuchtigkeit/Wasserdampf und/oder Barrieren für Sauerstoff und/oder Siegelfähigkeit durch Beschichtung und/oder Imprägnierung ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, dass die Beschichtung zum Auftragen der Funktionalitäten durch Nassverfahren wie Sprüh-, Freistrahl-, Walzenauftrag, selbstdosierenden Beschichtungsverfahren (z.B. Rollen-, Rakel- oder Tauchbeschichtung), oder Trockenverfahren ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Funktionalität Siegelfähigkeit als Heiß- oder Kaltsiegelverfahren ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, dass die Funktionalität Siegelfähigkeit vollflächig oder partiell ausgebildet ist.
Korrosionsschutzpapier nach Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass bestehende Funktionalitäten um weitere, wie UV-Schutz und/oder Fettdichtigkeit erweitert werden kann.
Korrosionsschutzpapier nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, dass es in unterschiedlichen Papiersorten, Formaten, Geometrien und Grammaturen ausgebildet ist.