DE2054067C3 - Mittel zum Reinigen von Aluminiumoberflächen, zum Desoxydieren, Reinigen und Einebnen bzw. zur Glanzgebung von Oberflächen aus rostfreiem Stahl und zum Bilden eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltigen Oberflächen - Google Patents

Mittel zum Reinigen von Aluminiumoberflächen, zum Desoxydieren, Reinigen und Einebnen bzw. zur Glanzgebung von Oberflächen aus rostfreiem Stahl und zum Bilden eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltigen Oberflächen

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DE2054067C3
DE2054067C3 DE2054067A DE2054067A DE2054067C3 DE 2054067 C3 DE2054067 C3 DE 2054067C3 DE 2054067 A DE2054067 A DE 2054067A DE 2054067 A DE2054067 A DE 2054067A DE 2054067 C3 DE2054067 C3 DE 2054067C3
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Description

a) einem Säurebestandteil, bestehend aus Schwefelsäure und Phosphorsäure in einem Volumenverhältnis von 0,5:1 bis 1,5:1, bezogen auf Schwefelsäure von 66° Be und 75prozentige Phosphorsäure,
b) einem oberflächenaktiven Bestandteil und
c) einem Sequestrierbestandteil, bestehend aus Oxalsäure und Citronensäure in einem Gewichtsverhältnis von 1: 2,25 bis 1:1,75, bezogen auf Oxalsäuredihydrat bzw. wasserfreie Citronensäure.
4,6 Gewichtsprozent modifiziertem polyäthoxy-
liertem geradkettigem Alkohol, 2,0 Gewichtsprozent Oxalsäure und 4,2 Gewichtsprozent Citronensäure.
7. Konzentrierte Mittel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen weiteren Gehalt an 1 Gewichtsprozent Triäthylenglycol.
8V Verfahren zum Aufbringen eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltige Oberflächen mit einem mit Wasser verdünnten Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die eisenhaltigen Oberflächen mit diesen Lösungen durch eine Auftragswalze wenigstens 6 Sekunden in Berührung bringt.
Die Erfindung betrifft neue Mittel und ein Verfahren zu ihrer Anwendung zur Behandlung von Metalloberflächen für verschiedene Zwecke. Die erfindungsgemäßen Mittel können vielfach angewendet werden, da sie, wie gefunden wurde, auf verschiedene Arten von Metalloberflächen unterschiedlich einwirken und dadurch wertvolle unterschiedliche Ergebnisse liefern, insbesondere sind die erfindungsgemäßen Mittel zum Reinigen von Aluminiumoberflächen, zum Desoxydieren, Reinigen und Einebnen bzw. zur Glanzgebung
mit der Maßgabe, daß beim Verdünnen der Konzentrate mit V/asser bei der Reinigung von Aluminium die Konzentration des Säurebestandteils zwischen 0,355 und 0,595 Gewichtsprozent, die Konzentration des oberflächenaktiven Bestandteils zwischen 0,188 und 0,315 Gewichtsprozent und die Konzentration des Sequestrierbestandteils zwischen 0,092 und 0,155 Gewichtsprozent liegt, bei
der Behandlung von rostfreiem Stahl die Konzen- 3o von Oberflächen aus rostfreiem Stahl und zum Bilden tration des Säurebestandteils zwischen 0,238 und eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltigen Oberflächen wertvoll, um die Korrosionsbeständigkeit und
1,19 Gewichtsprozent, die Konzentration des oberflächenaktiven Bestandteils zwischen 0,126 und 0,63 Gewichtsprozent und die Konzentration des Sequestrierbestandteils zwischen 0,062 und 0,31 Gewichtsprozent liegt und bei der Eisenphosphatierung die Konzentration des Säurebestandteils zwischen 0,714 und 1,19 Gewichtsprozent, die Konzentration des oberflächenaktiven Bestandteils-7_wischen 0,38 und 0,63 Gewichtsprozent und die 4<> Konzentration des Sequestrierbestandteils zwischen 0,188 und 0,31 Gewichtsprozent liegt.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis von Schwefelsäure zu Phosphorsäure zwischen 0,8:1 und 1,2: 2 liegt, bezogen auf Schwefelsäure von 66° Be und 75prozentige Phosphorsäure.
3. Mittel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oberflächenaktive die Haftfähigkeit von Anstrichen auf derartigen Oberflächen zu erhöhen.
In der Industrie ist es erforderlich, Aluminiumoberflächen unter den verschiedensten Umständen zu reinigen. Seit langer Zeit sind alkalische und saure Reinigungslösungen für derartige Zwecke verwendet worden. Die Schwierigkeit des Reinigens wird natürlich in hohem Maße durch die Art des industriellen Verarbeitens, dem das Aluminium vor der Reinigung unterworfen wird, und der Art der Oberflächenbehandlung beeinflußt, die gegebenenfalls der Reinigungsstufe folgt.
Ein besonders ernstes Problem bei der Reinigung von Aluminium tritt bei der Herstellung von Aluminiumdosen auf, die als Nahrungsmittelbehältnisse verwendet werden sollen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind in dieser Beziehung hervor-
Bestandteil aus einem primären äthoxylierten AI- 5o ragend wirksam. Gemäß einem in weitem Umfange kohol und einem modifizierten polyäthoxylierten verwendeten System zur Herstellung von Aluminiumdosen werden Aluminiumfolien, an deren Oberfläche
geradkettigen Alkohol besteht.
4. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekenn- . zeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von primärem ithoxyliertem Alkohol zu modifiziertem polyithoxyliertem geradkettigem Alkohol zwischen 2,25 :1 und 1,75 : 1 liegt.
5. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an 1 % Triäthylenglycol.
6. Konzentrierte Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt an
11 Gewichtsprozent Phosphorsäure,
12,8 Gewichtsprozent Schwefelsäure, 8,0 Gewichtsprozent primärem äthoxyliertem Alkohol.
gewöhnliche Schmutzanhäufungen von der Herstellung und vom Lagern haften, einem Tiefziehverfahren unterworfen, einem sogenannten Ziehen und Ausgleichen. Bei dieser Arbeitsweise wird ein in Wasser dispergiertes Schmieröl, ein sogenanntes Ziehöl, verwendet, um die Reibung zwischen dem Ziehwerkzeug und dem in eine Dose zu verformenden Aluminium herabzusetzen. Die derart gebildete schmutzige, ölige Dose muß dann gereinigt werden, so daß eine chemische Vorbehandlung zur beabsichtigten Verbesserung der Haftfähigkeit von Anstrichen und der Korrosionsbeständigkeit angewendet werden kann. Der chemischen Vorbehandlung folgt dann ein Anstrich oder Lacküberzug einschließlich einer oder mehrerer Sikkativbehandlungen.
Einige Faktoren, die bei der eben beschriebenen
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Reinigung von Aluminiumdosen Schwierigkeiten bei teile der Reinigungsflüssigkeiten sind um das Be- -iner erfolgreichen Arbeitsweise bereiten, konnten netzen der zu reinigenden Oberfläche und das Entermittelt werden. Kostenbetrachtungen als praktische fernen des Schmutzes zu unterstützen. Es ist weiter Angelegenheit verbietet die Verwendung eines Reini- bekannt, daß viele oberflächenaktive Verbindungen gungssystems, bei dem das Reinigungsmittel nur ein 5 zur Erstellung stabiler Emulsionen von öl und Wasser einziges Mal verwendbar ist und sofort in das Abwasser beitragen, jedoch ist eine stabile öl-in-Wasser-Emulfließt. Andere Mittel, die Schmutz von Aluminium- sion in Reinigungsflüssigkeiten unerwünscht. Wenn oberflächen erfolgreich angreifen oder entfernen die Ölemulsion durch die oberflächenaktiven Verbinkönnen, lösen im wesentlichen auch etwas Aluminium. düngen eines Reinigungsmittels stabilisiert wird, wird Dieser Umstand., verbunden mit der ökonomischen io die Ölkonzentration erhöht, da die Reinigungslösung Forderung nach Rückführung des Reinigungsmittels im Kreislauf geführt wird. Die Emulsion kann dann zur Wiederverwendung, bedeutet, daß das Reinigungs- vielleicht erst bei einer verhältnismäßig hohen Ölbad, wenn es verbraucht ist, beträchtliche Mengen von konzentration brechen. Unter diesen Umständen stellt gelöstem Aluminium enthält. Von einem gewissen es eine große Gefahr dar, daß das Brechen der Emul-Punkt an, der von den verwendeten einzelnen Chemi- 15 sion dann auftritt, wenn die Reinigungslösung mit der kauen im Reinigungsmittel und von den unterschied- Aluminiumoberfläche in Berührung steht. Wenn dies liehen Arbeitsbedingungen abhängt, können unlösliche eintritt, schlägt sich das Öl auf der Oberfläche nieder, Aluminiumverbindungen aus der Reinigungslösung in so daß das Reinigen des Gegenstandes völlig oder Form eines Schlammes ausfallen. Ein derartiger zumindest teilweise zunichte gemacht wird. Es ist Schlamm verursacht Schwierigkeiten sowohl bei der 20 daher erwünscht, daß die Reinigungslösung gewisse Reinigung als auch in der Vorrichtung. Wenn sich oberflächenaktive Eigenschaften besitzt, die sich tcilder Schlamm als Film oder Fleck auf dem Aluminium weise zu widersprechen scheinen: Die Lösung muß niederschlägt, das soeben gereinigt worden ist, dann ausreichend wirksam sein, um das emu'gierte Ziehöl ist in gewisser Hinsicht der Reinigungseffekt zunichte (und andere Verschmutzungen) von der Oberfläche gemacht worden. Die durch den Schlamm verursach- 25 abzuheber, und gleichzeitig eine so niedrige Obertcn Schwierigkeiten bei der Vorrichtung können ein flächenaktivität besitzen, daß die instabile Zichöl-Verstopfen der Sprühdüsen und die Bildung von emulsion leicht brechen kann, um so das Öl abharten schuppenförmigen Ablagerungen auf den Heiz- zuiiennen und es an die Oberfläche des Reinigungsschlangen des Gefäßes einschließen. Dadurch wird die mittelgefäßes fließen zu lassen, von wo es leicht entWärmeübertragung in das Bad gestört. Selbst wenn 30 fernt werden kann. Dadurch wird verhindert, daß das diese Hauptschwierigkeiten vermieden werden, erfor- Öl im Kreislauf mit der Reinigungslösung wieder auf dert eine Schlammabsonderung in der Reinigungs- die zu reinigenden Aliiiriiniumoberflächen gelangt,
vorrichtung ein periodisches Stillegen für eine kost- Als üblicherweise zur Reinigung von Aluminiumspielige Schlammentfernung, dosen verwendete Reinigungsvorrichtung wird eine
Da gerade die meisten sauren Reinigungsbäder so- 35 Sprühvorrichtung benutzt, die aus einer Kammer mit
wohl den Schmutz auf dem Aluminium als auch das Sprühdüsen und einem Lösimgsgcfäß unterhalb der
Aluminium selbst angreifen, werden sie ebenfalls in Kammer zum Auffangen der nach dem Inbcrührung-
gewisser Hinsicht die Reinigungsvorrichtung bc- bringen mit den Dosen abtropfenden Lösung besteht,
schädigen, d. h. das Gefäß, die Pumpen, Leitungen Das Lösungsgefäß weist ein Heizelement auf. Die
und Sprühdüsen. Bei den meisten Vorrichtungen sind 40 Lösung wird aus dem Gefäß durch Leitungen zu den
wenigstens einige Teile aus rostfreiem Stahl gefertigt. Sprühdüsen gepumpt, durch die es auf die durch die
Deshalb ist es für eine gute Aluminiumreinigungs- Kammer geförderten Dosen gesprüht wird, und tropft
lösung unbedingt erforderlich, daß sie auf rostfreiem dann in das Lösungsgefäß zurück. Wenn in einem der-
Stahl nur langsam angreifend oder korrodierend wirkt. artigen Gefäß eine Reinigungslösung verwendet wird,
Das Korrosionsproblem bei der Vorrichtung ist am 45 kann man sehen, daß sie einer erheblichen Verwirbe-
bedeutsamsten bei den Dampfschlangen oder Heiz- lung unterworfen wird. Aus diesem Grunde ist es
rohren in dem Reinigungsgefäß. Die hohen Tempera- erwünscht, daß die Lösung möglichst wenig schäumt,
türen und hohe örtliche Konzentrationen, die sich aus Eine Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher die
einem örtlichen Kochen oder Sieden auf der Ober- Schaffung von Mitteln, die Aluminiumoberflächen
fläche des Heizelements ergeben, sind die Ursache für 50 sogar unter erschwerten Reinigungsbedingungen, wie
eine Verschlimmerung der Korrosionsprobleme bei bei Aluminiumdosen, zu reinigen vermögen, wobei
der Vorrichtung. diese Mittel die vorgenannten Nachteile überwinden.
Die Anwesenheit des vorgenannten Ziehöls als Ver- Aus der USA.-Patentschrift 2 353 786 sind bereits schmuUung auf den Dosen, die in die Reinigungs- Lösungen zum Desoxydieren von Aluminium bekanntlösung gebracht werden, liefert weitere Probleme. Der- 55 geworden, die Chromsäure enthalten. Andererseits artige öle werden gewöhnlich in den Ziehvorrichtungen enthalten die bekannten Lösungen keine oberflächenals wäßrige Emulsionen mit einer Ölkonzenlration von aktiven Verbindungen und keine Sequestriermittel,
etwa 4 bis 14% verwendet. Die Emulsion wird gebildet, Aus der USA.-Patentschrift 2 585 127 sind Lösungen bevor das öl der Ziehvorrichtung zugeführt wird. zum Reinigen von Aluminium bekannt, die Phosphor-Obwohl die Emulsion während der Verweilzeit in der 60 säure und oberflächenaktive Verbindungen und ge-Ziehvorrichtung ziemlich stabil bleibt, stellt sie doch gebenenfalls auch noch Schwefelsäure enthalten, keine Emulsion mit lang dauernder Stabilität dar. Die Allerdings fehlen Angaben, wieviel Schwefelsäure mitkurze Lebensdauer der Emulsion ist in der Tat eine verwendet werden kann. Auch findet man keine Hinerwünschte Eigenschaft, da es manchmal vom öko- weise auf eine Mitverwendung von Sequestriermittel. nomischen Standpunkt aus betrachtet besser ist, das 65 Ferner beschreibt die belgische Patentschrift 678 552 öl nach dem Brechen der Emulsion zur Wiederverwen- Lösungen zum Reinigen von Aluminium, die außer dung zu gewinnen. Der Fachmann weiß, daß ober- Schwefelsäure und Phosphorsäure ganz bestimmte flächenaktive Verbindungen oft erwünschte Bestand- fluorhaltige oberflächenaktive Verbindungen zusam-
men mit Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure enthalten. Die Mitverwendung von Sequestriermitteln ist nicht erwähnt.
Das Entfernen von Schmutz und schuppenartigen Krusten vom rostfreien Stahl ist schon lange als schwieriges Problem bei der Metallreinigung betrachtet worden. Insbesondere sind Oxidscliichten, die vom Tempern stammen, nur schwierig wirksam und sicher zu entfernen. Die nonnalen Reinigungs- oder Beizlösungen der Art, die bei anderen Stahlsorten wirksam sind und außerdem langsam bei der Anwendung auf rostfreie Stähle wirken, liefern ebenfalls häufig beim Reinigen Locher und Unebenheiten und außerdem eine Wasserstoffversprödung des rostfreien Stahls. Die erfindungsgemäßen Mittel sind zur Oxidentfernung von Oberflächen aus rostfreiem Stahl, insbesondere von durch Tempern entstandenen Oxiden, wirksam. Es wurde gefunden, daß sie nach der Oxidentfernung den rostfreien Stahl außerdem einzuebnen vermögen. Diese Wirkungen treten gleichzeitig mit der Überwindung der vorgenannten Probleme eines selektiven Angriffs oder eines Lochfraßes und einer Wasserstoffversprödung auf.
In Glanzbädern für Stahl findet man gemäß den Angaben in der Zeitschrift »Metalloberfläche« 14 (1960), S. B 126 bis B 127, unter 8.2 Stähle, wäßrige Badzusammensetzungen, die Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure und gegebenenfalls Phosphorsäure enthalten. Die Mitverwendung von oberflächenaktiven Verbindungen und Sequestriermitteln ist nicht erwähnt.
Das Aufbringen von Eisenphosphatüberzügen auf eisenhaltigen Oberflächen wird seit langem zur Erzielung einer Korrosionsbeständigkeit und einer guten Haftfähigkeit von Anstrichen auf den eisenhaltigen Oberflächen durchgeführt. In der Technik sind zahlreiche Zubereitungen von Eisenphosphatüberzügen zur Verwendung in üblichen Überzugsvorrichtungen vom Tauch- oder Sprühtyp entwickelt worden. Ein neueres Verfahren zum Aufbringen chemischer Schutzschichten auf Metallen wird seit kurzem in großem Umfange angewendet. Dieses Verfahren ist als Umkehrwalzenbeschichtung bekannt (vgl. USA.-Patentschriften 3 098 755 und 3 215 564). Bei diesem Verfahren wird die Beschichtungslösung auf eine bewegte Metalloberfläche mittels einer Auftragwalze zugeführt, deren Oberfläche mit der Beschichtungslösung befeuchtet wird und die sich in Gegenrichtung zur Bewegungsrichtung der Metalloberfläche dreht. Diese Beschichtungstechnik ist besonders zum Aufbringen einer Beschichtungslösung auf Metall in Streifenform geeignet.
Die Unikehrwalzenbeschichtung hat zahlreiche Vorteile gegenüber den anderen Auftragstechniken zur Überführung von Beschichtungslö'ungen auf Metalloberflächen. Bezüglich des Verfahrens zum Aufbringen der Beschichtungslösung durch Bewegen der Metalloberfläche an oder über einer Walze oder Walzen, die sich in der gleichen Richtung wie die Metalloberfläche drehen oder bewegen, weist z. B. die Unikehrwalzenbeschichtung den Vorteil auf, daß die Beschickungen mit größerer Geschwindigkeit und ohne Beeinträchtigung der Übcrzugsqualität aufgebracht werden können. Bei zahlreichen Anwendungsgebieten wird eine Verbesserung bei der Überzugsqualität erhalten. Diese Vorteile werden ebenfalls verwirklicht, wenn die Umkchrwalzcnbcschichlung mit anderen Aufbringungsverfahren, wie dem Aufsprühen oder Tauchen, verglichen werden.
Die Anwendung der Umkehrwalzenbeschichtung für die Aufbringung von Eisenphosphatüberzügen auf eisenhaltige Metalle ist weit schwieriger mit üblichen Eisenphosphatlösungen zu erreichen gewesen als die Anwendung anderer chemischer Überzugsmittel bei der Unikehrwalzenbeschichtung. Ein Grund hierfür ist, daß die Verweilzeif. oder Haltezeit der Lösung in wirksamer Berührung mit der Oberfläche bei dem Umkehrwalzenbeschichtungsverfahren an sich sehr kurz ist. Außerdem treten Schwierigkeiten auf, die erforderlichen gleichmäßigen Auftragseigenschaften der Lösungen zu erhalten, wenn sie mittels einer Walze aufgetragen werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vermeiden diese beiden Nachteile und erzeugen wirksame Eisenphosphatüberzüge von gutgr Qualität, wenn sie mittels der Umkehrwalzenbeschichtung aufgebracht werden.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß es bei vorliegender Erfindung die nachstehenden Aufgaben zu lösen galt:
Schaffung verbesserter Mittel, die zur Verwendung bei der Reinigung von Aluminium geeignet und insbesondere bei der Reinigung von Aluminiumdosen u. dgl. im Verlauf der Herstellung vorteilhaft sind,
Schaffung verbesserter Mittel zum Reinigen, Desoxydieren und Einebnen von rostfreiem Stahl,
Schaffung von Mitteln und Verfahren zum Aufbringen von Eisenphosphatüberzügen auf eisenhaltige Oberflächen mittels Umkehrwalzenbeschichtungen und
Schaffung neuer Mittel mit vielseitiger Anwendbarkeit, wenn sie zur Behandlung von Metalloberflächen eingesetzt werden. Die Erfindung löst diese Aufgabe.
Gegenstand der Erfindung sind daher mit Wasser verclünnbare konzentrierte Mittel zum Reinigen von Aluminiumoberflächen, zum Desoxydieren, Reinigen und Einebnen bzw. zur Glanzgebung von Oberflächen aus rostfreiem Stahl und zum Bilden eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltigen Oberflächen, die gekennzeichnet sind durch eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt an
a) einem Säurebestandteil, bestehend aus Schwefelsäure und Phosphorsäure in einem Volumenverhältnis von 0,5: 1 bis 1,5:1, bezogen auf Schwefelsäure von 66° Be und 75prozentige Phosphorsäure,
b) einem oberflächenaktiven Bestandteil und
c) einem Sequestrierbestandteil, bestehend aus Oxalsäure und Citronensäure in einem Gewichtsverhältnis von 1:2,25 bis 1:1,75, bezogen auf Oxalsäuredihydrat bzw. wasserfreie Citronensäure,
mit der Maßgabe, daß beim Verdünnen der Konzentrate mit Wasser bei der Reinigung von Aluminium die Konzentration des Säurebestandteils zwischen 0,355 und 0,595 Gewichtsprozent, die Konzentration des oberflächenaktiven Bestandteils zwischen 0,188 und 0,315 Gewichtsprozent und die Konzentration des Sequcstrierbestandteils zwischen 0,092 und 0,155 Gewichtsprozent liegt, bei der Behandlung von rostfreiem Stahl die Konzentration des Säurebestandteils zwischen 0,238 und 1,19 Gewichtsprozent, die Konzentration des oberflächenaktiven Bestandteils zwischen 0,126 und 0,63 Gewichtsprozent und die Konzentration des Sequcstrierbestandteils zwischen 0,062 und 0,31 Gewichtsprozent liegt und bei der Eisennhos-
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phatierung die Konzentration des Säurebestandteils relative Phosphatkonzentration erniedrigt und dadurch
zwischen 0,714 und 1,19 Gewichtsprozent, die Kon- die Bereitschaft zur Bildung von Aluminiumphosphat
zentration des oberflächenaktiven Bestandteils zwi- herabgesetzt werden.
sehen 0,38 und 0,63 Gewichtsprozent und die Konzen- Der durch die Verwendung einer Kombination von
tration des Sequestrierbestandteils zwischen 0,188 und 5 Säuren erhaltene niedrige pH-Wert setzt ebenfalls die
0,31 Gewichtsprozent liegt. Fähigkeit der Lösung, Öl zu emulgieren, herab. Wie
Die erfindungsgemäßen Mittel sind Mehrfach- bereits erwähnt, stellt dies eine wünschenswerte komponentensysteme. Zur Vereinfachung sollen die Eigenschaft dar, wenn sich emulgierbare öle, wie Ziehverschiedenen Bestandteile einzeln besprochen werden, öle, unter vom Aluminium zu entfernenden Verobwohl es ersichtlich ist, daß diese Bestandteile in iso- io schmutzungen befinden.
lierter Form nicht allein, sondern nur gemeinsam Aus der Verwendung von sowohl Schwefelsäure als funktionsfähig sind, die dargelegten neuen und ver- auch Phosphorsäure in den erfindungsgemäßen Zubesserten Ergebnisse zu liefern. sammensetzungen entspringen weitere Vorteile. Bei
Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die der Reinigung von Aluminium sind die gereinigten Mittel nach der Erfindung Konzentrate, die mit Wasser 15 Oberflächen wegen der Anwesenheit von Phosphorauf eine Anwendungskonzentration verdünnt werden säure glänzend (eingeebnet), obwohl sogar Schwefelkönnen, die für die besondere Anwendung geeignet ist. säure verwendet wird. Außerdem besitzt das Gemisch Jedoch kann die Erfindung auch durchgeführt werden, der Säuren eine geringe Angriffsgeschwindigkeit auf indem Lösungen mit der Anwendungskonzentration die Waschvorrichtung, die gewöhnlich aus rostfreiem unmittelbar aus den Ausgangsmaterialien hergestellt ao Stahl besteht.
werden. Die Erfindung wird nachstehend näher er- Im Zusammenhang mit dem Reinigen, Desoxy-
läutert. dieren und Einebnen von rostfreiem Stahl ist das Ge-
Die erfindungsgemäßen Mittel stellen wäßrige saure misch von Schwefelsäure und Phosphorsäure ebenfalls
Lösungen mit einem Gehalt an Phosphorsäure und der Anwendung jeder der Säuren allein für den
Schwefelsäure dar. Durch die gemeinsame Verwendung »5 gleichen Zweck überlegen. Die Wirkung der Lösungen
dieser Säuren sind die gewünschten Wirkungen erhält- auf rostfreiem Stahl ist schneller als diejenige der
lieh, die jedoch nicht erzielbar sind, wenn nur eine der Lösungen, die auf Phosphorsäure allein basieren, je-
Säuren verwendet wird. Phosphorsäure ist vom Stand- doch ist sie nicht so stark wie die Wirkung, die sich
punkt der Reinigung nach der Erfindung erwünscht, aus der Anwendung von Lösungen ergibt, die auf
da sie das gereinigte Metall (Aluminium oder rost- 30 Schwefelsäure allein beruhen.
freien Stahl) oder das normalerweise in der Reinigungs- Nach der Erfindung liefern nicht alle Gemische Vorrichtung verwendete Metall (rostfreien Stahl) nicht oder Mischungen von Phosphorsäure und Schwefeiso stark wie die stärkeren anorganischen Säuren an- säure die vorgenannten wünschenswerten Ergebnisgreift, die gelegentlich in sauren Reinigungslösungen se.
verwendet werden. Im Zusammenhang mit der erfin- 35 Bei Anwendungskonzentrationen muß der Säuredungsgemäßen Phosphatbeschichtung dient die Phos- bf .tandteil zwischen 0,355 und 0,595 Gewichtsprozent phorsäure als Quelle für Phosphationen. Der Schwefel- bei der Reinigung von Aluminium, zwischen 0,238 säureanteil der sauren Bestandteile dient bei allen den und 1,19 Gewichtsprozent bei der Reinigung und Einvorgenannten Verwendungen zur Herabsetzung c!js ebnung von rostfreiem Stahl und zwischen 0,714 und pH-Wertes der Lösungen, ohne die grundsätzliche 40 1,19 Gewichtsprozent bei der Umkehrwalzenbeschich-Eigenschaft der Lösungen als solche vom Phosphat- tung ausmachen. Innerhalb jedes der vorgenannten typ vollständig aufzuheben. _ Bereiche gibt es bevorzugte Konzentrationsbereiche
Die Verwendung eines Gemisches von Phosphor- für den Säurebestandteil.
säure und Schwefelsäure ergibt eine Anzahl weiterer Es wurde auch gefunden, daß die vorgenannten
Vorteile irr. Zusammenhang mit der Reinigung von 45 wünschenswerten Wirkungen vom Verhältnis der
Aluminiumdosen im Vergleich zu anderen sauren Alu- Schwefelsäure zur Phosphorsäure abhängen. Am
miniumreinigungsmitteln, die lediglich Phosphorsäure häufigsten wird das Verhältnis als Volumenverhältnis
enthalten. Die Verwendung von Schwefelsäure zu- von Schwefelsäure zu Phosphorsäure ausgedrückt.
sammen mit Phosphorsäure ermöglicht den Einsatz Somit bewegt sich das Verhältnis von Schwefelsäure
einer verhältnismäßig niedrigen Phosphatkonzentra- 50 zu Phosphorsäure, um die gewünschten Wirkungen zu
tion und — wie bereits ausgeführt — liefert eine erzielen, zwischen 0,5: 1 und 1,5: 1, vorzugsweise
Lösung von niedrigem pH-Wert. Diese beiden Um- zwischen 0,8:1 und 1,2:1.
stände tragen materiell zu einer Erhöhung der Alu- Der zweite Bestandteil der erfindungsgemäßen
miniumbelastbarkeit der Lösung gegenüber den früher Mittel ist eine oberflächenaktive Verbindung. Obwohl verwendeten Lösungen bei, die lediglich Phosphor- 55 sowohl zahlreiche einzelne oberflächenaktive Verbin-
säure enthalten. Der Ausdruck »Aluminiumbeiast- düngen als auch zahlreiche Gemische von oberflächen-
barkeit« bezeichnet die Fähigkeit der Lösungen, AIu- aktiven Verbindungen verwendet werden können, hai
minium in löslicher Form zu halten. Wenn zur Reini- man gefunden, daß ein Gemisch aus einem primärer
gung von Aluminium Substanzen auf Basis von Phos- äthoxylierten Alkohol und einem modifizierten poly phorsäure verwendet werden, ist der Schlamm, der 60 äthoxylierten geradkettigen Alkohol sehr zufrieden
sich bilden kann, Aluminiumphosphat, das unterhalb stellende Ergebnisse bei allen der vorgenannten An
eines pH-Wertes von etwa 2,0 löslich ist. Die Verwen- Wendungsgebiete ergibt, insbesondere bei der Reini
dung von Schwefelsäure in Verbindung mit Phosphor- gung von Aluminium, wenn in diesem Zusammenhanj
säure ergibt eine Lösung vom normalen pH unterhalb ein emulgierbares Öl als Oberflächenverschmutzunj 2,0 und damit eine Erhöhung der Aluminiumbelastbar- 65 anwesend ist. Für eine Aluminiumreinigung muß dii
keiL Da außerdem die Schwefelsäure als Quelle für Gesamtkonzentration des oberflächenaktiven Bestand
Wasserstoff ionen dient, so daß die Phosphorsäure teils zwischen 0,188 und 3,15 Gewichtsprozent be
teilweise von dieser Funktion enthoben wird, kann die einer Anwendungskonzentration betragen. Wenn dl·
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erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zur Reini- Umkehrwalzeneisenphosphatierung tragen sowohl die
gung und Einebnung von rostfreiem Stahl verwendet Oxalsäure als auch die Citronensäure zum Lösen der
werden, muß die Gesamtkonzentration des ober- gewünschten Menge Eisen von den zu behandelnden
flächenaktiven Bestandteils zwischen 0,126 und 0,63 Ge- eisenhaltigen Oberflächen bei und erhöhen dadurch
wichtsprozent, wiederum bei einer Anwendungskon- 5 die Eisenionenkonzentrationen auf der Überzugsseite,
zentration, betragen. Wenn die Zusammensetzungen so daß sich ein gleichmäßiger Phosphatüberzug in der
zur Fisenphosphatierung mittels der Umkehrwalzen- kurzen Zeit ausbildet, die für seine Bildung bei dem
beschichtung eingesetzt werden, muß der oberflächen- Umkehrwalzen-Eisenphosphatierungs-Verfahren inhä-
aktive Bestandteil in einer Menge zwischen 0,38 und rent verfügbar ist.
0,63 Gewichtsprozent vorliegen. Wenn die vorgenann- io Bei den bevorzugten Ausführungsformen der erfinten bevorzugten oberflächenaktiven Verbindungen dungsgemäßen Mittel wird gegebenenfalls ein Tempeeingesetzt werden, muß ihr Gewichtsverhältnis zwi- raturstabilisator als ein Bestandteil mitverwendet, sehen 2,25:1 und 1,75:1 betragen, ausgedrückt als Dieser kann zweckmäßigerweise Triäthylenglycol sein, primärer äthoxylierter Alkohol zu modifiziertem poly- Diese Verbindung dient zum Stabilisieren des Konzenäthoxyliertem geradkettigem Alkohol, für alle drei i5 trats, wenn es einem Gefrieren im Verlauf einer Lage-Anwendungsgebiete, rung oder einem Transport unterworfen wird. Außer Ein weiterer Bestandteil der erfindiingsgemäßen der Herabsetzung des Gefrierpunkts beim wäßrigen Mittel wird hier als »Sequestrierbestandteil« bezeichnet, Konzentrat verzögert es auch die Bildung von Ausda auf den verschiedenen Anwendungsgebieten der fällungen, wenn das Konzentrat wiederholt gefroren Mittel die Sequestrierwirkung der im jeweiligen Mittel 20 und aufgetaut wird. Derartige Ausfällungen sind unverwendeten Substanzen materiell zur Gesamtwirkung erwünscht, da sie aus der Lösung Bestandteile under Mittel beizutragen scheint. Wie später ausgeführt gleichmäßig entfernen und somit das Gleichgewicht wird, erzeugen die Substanzen bei dem Sequestrier- der Lösung verändern, wenn man nicht dafür sorgt, bestandteil andere wünschenswerte Wirkungen. Der die Ausfällungen vor einer Anwendung wieder in den Sequestrierbestandteil vorliegender Erfindung besteht 25 gelösten Zustand zu überführen, aus einem Gemisch von Oxalsäure und Citronensäure. Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Konzentrat beWenn die erfindiingsgemäßen Mittel zur Reinigung sitzt die folgende Zusammensetzung: von Aluminium verwendet werden, muß die Gesamt- Gewichtsprozent konzentration des Sequestrierbestandteils (bei einer
Anwendungskonzentration) zwischen 0,092 und 30 /5prozentige Phosphorsäure UV
0,155 Gewichtsprozent betragen, wenn die Mittel zur Schwefelsäure (66° Be) „ 12,8
Reinigung und Einebnung von rostfreiem Stahl ver- Primärer äthoxylierter Alkohol 8,0
wendet werden, muß die Konzentration des Sequestrier- Modifizierter polyäthoxylierter Alko-
bestandteils zwischen 0,062 und 0,31 Gewichtsprozent ηο|5 geradkettig 4.6
ausmachen. Wenn die Zusammensetzungen für eine 35 π 1 - a'u a ?'θ
Umkehrwalzeneisenphosphatierung eingesetzt werden, uxaisauredinyorat A"
muß die Konzentration des Sequestrierbestandteils Wasserfreie Citronensäure 4,2
zwischen 0,188 und 0,31 Gewichtsprozent liegen. Die Triäthylenglycol 1,0
Kombination von Oxalsäure und Citronensäure Wasser 56,4
scheint bessere Ergebnisse zu liefern, als wenn jede 40
Säure allein verwendet würde. Derartige verbesserte Die Prozentangaben der vorstehend genannten BeErgebnisse werden erhalten, wenn das Verhältnis von standteile können etwas variieren um andere Konzen-Oxalsäure zu Citronensäure von 1: 2,25 bis 1: 1,75 träte herzustellen, solange dafür gesorgt wird, daß die beträgt. Verhältnisse der jeden Bestandteil bildenden Materi-Wenn die erfindungsgemäßen Mittel bei der Reini- 45 alien innerhalb der erfindungsgemäßen Bereiche und gung von Aluminium verwendet werden, dient der die Anteile jedes Bestandteils eingehalten werden, so Sequestrierbestandteil zur Erhöhung der Aluminium- daß beim Verdünnen auf eine Anwendungskonzenbelastbarkeit der Lösung und arbeitet in diesem Zu- tration die festgelegten Konzentrationsbereiche ersammenhang mit dem Sauregemisch des vorgenannten reicht werden. Außerdem kann der Temperaturstabili-Säurebestandteils zusammen. Außerdem versieht die 50 sator (Triäthylenglycol), wie erwähnt, weggelassen in dem Sequestrierbestandteil anwesende Citronen- werden, wenn ihn die erwarteten Transport-und Lagersäure die Aluminiumoberfläche mit einer zufrieden- bedingungen unnötig erscheinen lassen, stellenden Einebnung. Andererseits unterdrückt die Bei einer Verwendung zur Reinigung von Alu-Oxalsäure die Korrosionsgeschwindigkeit der Lösung minium wird das vorgenannte Konzentrat vorzugsbeim rostfreien Stahl der Reinigungsvorrichtung. Ob- 55 weise zusätzlich mit Wasser in einem Verhältnis von wohl die Art und Weise, warum dies so ist, nicht voll- etwa 1 Teil Konzentrat zu etwa 50 Teilen Wasser verständig verständlich ist und auch nicht beabsichtigt ist, dünnt, obwohl man eine gute Reinigung bei einer Verdurch eine besondere Theorie gebunden zu werden, dünnung von etwa 1: 67 bis etwa 1: 40 erhalten kann, scheint die Oxalsäure der Mittel eine sehr dünne wodurch Bestandteilbereiche wie vorstehend erzeugt Schutzschicht auf der Oberfläche des rostfreien Stahls 60 werden. DiebestenErgebnissewerdenerhalten,wenndie tu bilden und dadurch die Korrosionsgeschwindigkeit verdünnte Lösung erhitzt wird. Der bevorzugte Tempeherabzusetzen. raturbereich beträgt etwa 85 bis etwa 90,50C. Bei der Im Zusammenhang mit der Reinigung und der Ein- bevorzugten Verdünnung liegt der pH-Wert bei etwa ebnung von rostfreiem Stahl hat der Sequestrier- 1,4 bis etwa 1,5 (gemessen bei Raumtemperatur). Vorbestandteil die Funktion, die gelösten, krusten- 65 zugsweise hält man den pH-Wert stets unter 2,0. bildenden Oxide in Komplexverbindungen zu über- Unter diesen Bedingungen erzielt man einen ausführen und deren Wiederabscheidung auf der Metall- gezeichneten Reinigungseffekt bei Aluminium. Selbst eberfläche zu verhindern. Im Zusammenhang mit der Dosen mit emulgiertem Ziehöl als einem Oberflächen-
11 12
Verschmutzungsbestandteil werden zufriedenstellend ölige Bereiche verursacht werden, die während des
gereinigt, wenn sie eine angemessene Zeit, etwa 60 Se- Reinigungsvorgangs durch die Lösung nicht entfernt
künden, einer Besprühung mit der Lösung ausgesetzt worden sind.
werden. Die mit »Schmutz« überschriebene Spalte zeigt eine Das vorgenannte Konzentrat entkrustet, reinigt und 5 visuelle Beurteilung des Grades der auf den Dosen ebnet rostfreien Stahl wirksam ein, wenn es mit Wasser verbliebenen Verschmutzung an, nachdem die Dosen in einem Verhältnis von etwa 0,01 : 1 bis etwa 0,05 : 1 in der vorbeschriebenen Weise behandelt worden sind, verdünnt wird. Das Entkrusten und Reinigen wird Es wurde folgende Bewertimgsskala zugrunde gelegt: am besten ausgeführt, wenn die Lösung eine Temperatur zwischen 71,1 und 82,2° C aufweist. Die Dauer to q -_ Spuren,
der Behandlung hängt im gewissen Sinne von dem ^ _ |ejcnt
Grad ab, bis zu dem der rostfreie Stahl mit Krusten '
vom Tempern und anderen Verschmutzungen über- mallig,
zogen ist. Jedoch kann im allgemeinen eine adäquate 3 - schwer.
Reinigung und Einebnung erhalten werden, wenn die 15
Lösung mit dem rostfreien Stahl etwa 17 bis 60 Se- Die mit »Schaum in mm« überschriebene Spalte künden in Berührung bleibt. zeigt die Schaumhöhen in Millimetern für jede Probe Das vorgenannte bevorzugte Konzentrat kann zur bei einer 1,5prozentigen Konzentration an, wenn der Aufbringung einer Eisenphosphatschicht auf einer Schaum in einer für einen derartigen Zweck bestimmeisenhaltigen Oberfläche mittels einer Umkehrwalzen- 20 ten Prüfvorrichtung entwickelt wird. Diese Prüfbeschichtung verwendet werden. Wenn dieses Verfall- vorrichtung ist im wesentlichen ein zylindrischer Beren angewendet wird, wird das Konzentrat mit Wasser hälter mit einer oben angeordneten Sprühauftreffvorzugsweise in einem Verhältnis von etwa 0,03 : 1 bis platte. Ein Sprühkopf ist derart angeordnet, daß die etwa 0,05: 1 verdünnt. Die Oberflächengeschwindigkeit Lösung aufwärts gegen die Sprühauftreffplatte geder Auftragwalze bei einer derartigen Arbeitsweise as richtet ist. Die Lösung wird vom Boden des Zylinders muß zwischen etwa 51 % der Geschwindigkeit der zu abgezogen und durch den Sprühkopf mit einem Druck überziehenden Metalloberfläche und einer gerade aus- von 1,4 kg/cm2 und bei einer bestimmten Temperatur reichenden Geschwindigkeit liegen im Hinblick auf gepumpt. Nach einer bestimmten Dauer hat sich in den Durchmesser und die Drehgeschwindigkeit der dem Zylinder ein stabiler Schaumkopf auf der Lösung Walze, um zu verhindern, daß die Lösung von der 30 gebildet. Die Höhe dieser Sch a um schicht ist in der Walzenoberfläche durch die Zentrifugalkraft abge- Tabelle I angegeben. Eine niedrige Schaumhöhe ist schleudert wird (z. B. etwa 300% der Metallober- erwünscht.
flächengeschwindigkeit). Die Verweilzeit der Lösung Die in Tabelle I mit »Aluminiumlösungsgeschwindig-
auf der Oberfläche vor einem Abquetschen oder Ab- keit« überschriebene Spalte zeigt den Gewichtsverlust
streifen muß wenigstens 5 Sekunden betragen. 35 in Milligramm pro Quadratzentimeter und Minute bei
Die in der nachstehenden Tabelle 1 angegebenen den 1 Minute bei 82.2°C mit einem Sprühdruck von
Daten veranschaulichen die Verbesserung bei den 1,4 kg/cm2 gereinigten Aluminiumdosen an. Eine
durch die erfindungsgemäßen Mittel erhaltenen Ergeb- niedrige Aluminiumiösungsgeschwindigkcit stellt eine
nisse gegenüber denjenigen, die mittels zweier be- gute Leistung dar.
kannten Lösungen erhalten worden sind, von denen 40 Die mit »Statische Korrosion« überschriebene Spalte eine lediglich auf Basis von Phosphorsäure und die zeigt das Eindringvermögen in Millimeter pro Jahr andere lediglich auf Basis von Schwefelsäure beruht. an, berechnet aus den Gewichtsverlustmessungen an Die Leistungskriterien, die angewendet worden sind, Abschnitten von rostfreiem Stahl vom Typ 316, die um den Vergleich auszudrücken, sind Qualitäts- und 139 Stunden bei 86,7°C mit l,5prozentigen Lösungen Quantitätsmessungen derjenigen Eigenschaften, die 45 behandelt worden sind. Eine niedrige statische Korrobei einer guten Reinigung von Aluminiumdosen ge- sion ist eine wünschenswerte Eigenschaft,
fordert werden. Die Tabelle I veranschaulicht auch die Für einige Lösungen werden in Tabelle I die Ergeb-Wirkung bei einer Änderung der Gesamtkonzentration nisse von zwei Arten eines dynamischen Korrosionsdes Säurebestandteils sowie die Wirkung bei einer tests angegeben. Beim Rührtest wird das Eindring-Änderung des Verhältnisses von Schwefelsäure zu 5° vermögen in Millimeter pro Jahr angezeigt, bezogen Phosphorsäure. auf Gewichtsverlustberechnungen bei Platten aus rostin der nachstehenden Tabelle I gibt die mit »Bruch freiem Stahl vom Typ 316, die 5 Stunden bei 87,8 bis des Wasserfilms in %« überschriebene Spalte den 93,3°C in einer kräftig gerührten l,5prozentigen Lö Grad an, bei dem der Wasserfilm bricht, d. h. den Pro- sung behandelt worden sind. Wiederum stellt eir zentsatz des Oberflächenbereichs, auf dem ein dünner 55 niedriges Eindringvermögen eine gute Leistung dar kontinuierlicher Film aus Wasser beim Spülen nicht Der andere dynamische Korrosionstest wird unter dei mehr haftet, wenn die Oberfläche gereinigt und dann mit »örtliches Sieden« überschriebenen Spalte an gespült wird. Die Prozentangaben in Tabelle I spiegeln gezeigt. Bei diesem Test wird ein 500-Watt-Röhren die relative Leistungsfähigkeit der Lösungen wider, erhitzer mit einem Zylinder aus rostfreiem Stahl von Aluminium so gut zu reinigen, daß gewöhnliches Spül- 60 Typ 316 umgeben, wobei die Rohre so bemessen sind wasser auf der Oberfläche einen dünnen kontinuier- daß der Ringraum zwischen dem Erhitzer und den liehen Film bildet Die Prozentangaben beruhen auf Zylinder annähernd 1 mm mißt. Dieser Zylinder win einer visuell gemachten Schätzung, wenn tiefgezogene in zwei Lösungen mit einer Konzentration von 1,50^ und ausgeglichene Aluminiumdosen etwa 55 Sekunden angeordnet und der Erhitzer eingeschaltet, um di bei etwa 82,2°C besprüht und dann gespült werden. 65 Lösung 10 Stunden bei 93,3 bis 98,9°C zu halten. Di Eine niedrige Prozen*.angabe Wasser zum Brechen Lösung wird ebenfalls kräftig gerührt. Das Eindrin| stellt bei diesem Kriterium eine gute Reinigungs- vermögen wird aus den Gewichtsverlustmessunge leistung dar, da Unterbrechungen durch restliche beim Zylinder aus rostfreiem Stahl berechnet. Ei
13 14
niedriger Gewichtsverlust stellt eine gute Leistung Gewichtsprozent
dar. 75prozentige Phosphorsäure 25,97
L:s ist verständlich, daß die Volumprozentangaben 70prozentige Glycolsäure 3,58
für Schwefelsäure und Phosphorsäure in Tabelle I als Primärer äthoxylierter Alkohol 8,61
Prozentangaben für diese Säuren in den Konzentraten 5 Modifizierter polyäthoxylierter
angegeben sind und daß alle Konzentrate bei den Alkohol 4,43
Prüfungen als l,5volumprozentigc Lösungen verwen- Wasserfreie Citronensäure 4,19
det worden sind. Oxalsäure-dihydrat 2,08
Die Lösungen 1 bis 9 in Tabelle I enthalten als Triäthylenglycol 1,12
weitere Bestandteile einen oberflächenaktiven Bestand- io Wasser 50,02
teil, nämlich 8,68u/o primären äthoxylierten Alkohol
und 4,93 °/o modifizierten polyäthoxylierten gerad- Die Lösung 11 in Tabelle I hat die folgende Zu
kettigen Alkohol, und einen Sequestrierbestandteil sammensetzung:
aus 2,08% Oxalsäuredihydrat und 4,5% wasserfreier Gewichtsprozent!
Citronensäure: Der Rest der verwendeten Konzentrate 15 Technisches Ammoniumsulfat 20,8
ist Wasser. Schwefelsäure (56° Be) 16,5
Die Lösung 10 in Tabelle 1 hat die folgende Zu- Octyi-phenoxy-polyäthoxyäthanol ... 0,8
sammensetzung: Wasser 61,9
Volum Volum Reinigung Schmutz Tabelle 82,2'C I Aluminium- Statische Dynamische Korrosion (örtliches
Sieden)
prozent prozent Bruch des
Wasserfilms
Schaumhöhe 12 auFlösungs-
geschwindigkeit
Korrosion in
mm/Jahr
(Rühren) mm/Jahr

sung
H2SO, H3PO4 in % 1 in mm bei 12 in mg/m'/min mm/Jahr
14 6 80 2 60 "C 14 165,5 0,0581
1 12 8 70 1 44 11 158,6 0,0112 .
2 10 10 30 2 50 9 183,4 0,0371
3 8 12 40 1 52 12 207,4 0,00319
4 6 14 10 2 47 6 215,2 0,00306
5 4 16 20 0 50 5 212,6 0,00229 0,00354
6 7,5 7,5 5 1 35 10 147,4 0,0001 0,0161
7 6,0 9,0 10 0 40 13 161,9 0,00048 0,0107
8 4,5 10,5 5 i 47 18 136,0 0,00048
9 19 80 3 55 179,4 0,00128 0,0214 0,00906
10 11 80 61 97,6 O?OO255 0,0214
11 65 59,2
Was
ser
Die Daten in der Tabelle I zeigen und unterstreichen einige der in der Beschreibung abgehandelten Punkte. Zum Beispiel läßt die Lösung 11, die auf Schwefelsäure basiert, eine verhältnismäßig niedrige Aluminiumaufiösungsgeschwindigkeit erkennen, jedoch ist sie ein verhältnismäßig schlechter Reiniger mit einem hohen Brechungsgrad des Wasserfilms und einer beträchtlichen Schmutzmenge. Außerdem korrodiert die Losung rostfreien Stahl ziemlich stark. Die andere bekannte Lösung 10, die lediglich auf Phosphorsäure basiert, ist als Reiniger etwas besser als Lösung 11, jedoch hat sie eine deutlich höhere Aluminiumauflösungsgeschwindigkeit und eine verhältnismäßig hohe Angriffs- oder Korrosionsgeschwindigkeit auf rostfreiem Stahl. Außerdem zeigt sie eine Schwäche bezüglich der Reinigungsfähigkeit insofern, daß sie einen hohen Brechungsgrad des Wasserfilms besitzt.
Jm Gegensatz hierzu zeigen Lösungen, die beide Säuren enthalten, in ailen Fällen ein gutes Reinigungsvermögen im Hinblick auf den Schmutz und, wenn die bevorzugten Konzentrationen und Säureverhältnisse annähernd erreicht werden, eine materielle Verbesserung hinsichtlich des Reinigungsvermögens, wie der gemessene Brechungsgrad des Wasserfilms zeigt. Sogar Lösung 1, die die am wenigstens vorteilhafte Säuremischung aufweist, zeigt einen Brechungsgrad des
Wasserfilms, der gleich demjenigen der Lösungen K und 11 ist.
Die Lösungen 7, 8 und 9, die die bevorzugten Be reiche und Säureverhältnisse für ein Reinigen vor Aluminium aufweisen, sind den bekannten Lösunger 10 und 11 hinsichtlich der statischen und dynamischer Korrosion beim rostfreien Stahl sowie im Reinigungs vermögen, gemessen an dem Schmutz, weit überlegen Diese Lösungen schäumen sehr wenig und besitzer annehmbare Aluminiumauflösungsgeschwindigkeiten die höher als bei Lösung 11, jedoch niedriger als be Lösung 10 sind. Insgesamt wird die Lösung 7 als die beste angesehen.
Die nachstehende Tabelle II zeigt einen Vergleich zwischen der erfindungsgemäßen Lösung 7 und dei bekannten Lösung 10 hinsichtlich der Aluminiumbelastbarkeit. Bei diesem Versuch werden die oberflächenaktiven Verbindungen aus beiden Lösunger weggelassen, um ein Maskieren der Ausfällung zu verhindern. Aluminium wird in l,5prozentigen Lösungen der Konzentrate 7 und 10 suspendiert. Die Lösungen werden mittels eines elektrischen Erhitzers mit einem Mantel aus rostfreiem Stahl auf 93,3°C erhitzt. Dei Erhitzer wird häufig teilweise aus dem Untersuchungsbad entfernt und begutachtet, um denjenigen Punkl
ZU bestimmen, bei dem eine Ausfällung in Form vnn
Schuppen beginnt, die auf dem Mantel aus rostfreiem Stahl auftreten. Die Aluminiumkonzentration wird gemessen, wenn eine derartige Ausfällung zuerst auftritt. Wie aus Tabelle II ersichtlich ist. Hegt die Aluminiumbelastbarkeit in Gramm pro Liter für die Lösung 7 annähernd dreimal so hoch wie bei der Lösung 10.
Tabelle II
Lösung Volum
prozent
H1SO,
Volum
prozent
H1PO4
Aluminiumkonzentration
bei beginnender Ausfällung
in g/l
7
10
7,5 7,5
19,0
0,726
0,251
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Mittel zum Reinigen, Desoxydieren und Einebnen von rostfreiem Stahl wird im nachstehenden Beispiel erläutert.
Beispiel 1
Rostfreier Stahl vom Typ 316 wird in ein wäßriges Bad gebucht, das 4 Volumprozent des vorgenannten bevorzugten Konzentrats enthält. Die Badtemperatur beträgt 82,2° C. Das Metall wird etwa 45 Sekunden eingetaucht. Nach der Entnahme aus dem Bad und nach den Spülen wird der rostfreie Stahl begutachtet. Man findet, daß er sauber und glänzend und frei von Schuppen und sichtbaren Narben ist.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Mittel bei
der Aufbringung eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltige Oberflächen mittels des Umkehrwalzen-
beschichtungsverfahrens wird in dem folgenden Beispiel beschrieben.
Beispiel 2
Stahlbleche werden auf einer bei einer Metalloberflächengeschwindigkeit von 76,2cm/Sek. arbeitenden
ίο Umkehrwalzenbeschichtungsversuchsvorrichtung mit einer Auftragwalzenoberflächengeschwindigkeit verarbeitet, die 100% der Metalloberflächengeschwindigkeit beträgt. Durch die Auftragwalze wird eine 5prozentige wäßrige Lösung auf die Stahloberfläche auf-
XS gebracht. Man läßt sie 6 Sekunden auf der Oberfläche verweilen. Nach dem Abquetschen, Spülen und Trocknen werden die Bleche angestrichen und dann einem Standard-Schalen- und Kugeldruckversuch bezüglich der Haftfähigkeit des Anstrichs unterworfen.
so Die derart gemesFene Haftfähigkeit des Anstrichs entspricht den im allgemeinen erhaltenen Ergebnissen, wenn übliche Eisenphosphatlösungen, die in üblicher Weise auf Stahl aufgebracht worden sind, in der gleichen Weise unter einem Farbauftrag bewertet werden. Das bevorzugte Konzentrat wird zur Bildung einer 5prozentigen Lösung verwendet.
Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Mittel eine vielfältige Anwendbarkeit bei der Verwendung zur Behandlung von Metalloberflächen zeigen.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Mit Wasser verdünnbare konzentrierte Mittel zum Reinigen von Aluminiumoberflächen, zum Desoxydieren, Reinigen und Einebnen bzw. zur Glanzgebung von Oberflächen aus rostfreiem Stahl und zum Bilden eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltigen Oberflächen, gekennzeichnet durch eine wäßrige Lösung "mit einem Gehalt an
DE2054067A 1969-11-03 1970-11-03 Mittel zum Reinigen von Aluminiumoberflächen, zum Desoxydieren, Reinigen und Einebnen bzw. zur Glanzgebung von Oberflächen aus rostfreiem Stahl und zum Bilden eines Eisenphosphatüberzugs auf eisenhaltigen Oberflächen Expired DE2054067C3 (de)

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