DE2257085C3

DE2257085C3 - Verwendung eines Lackes zum Lackieren von Elektroblech

Info

Publication number: DE2257085C3
Application number: DE2257085A
Authority: DE
Inventors: Carl-Artur Surahammar Aakerblom (Schweden)
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-11-21
Publication date: 1978-08-17
Also published as: US3865616A; BE791568A; JPS4863300A; IT975800B; JPS5148491B2; DE2257085A1; CA992231A; GB1402152A; FR2160906A1; SE361673B; DE2257085B2; FR2160906B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthaltenden Lackes zum Lackieren von Elektroblech.

Die Eigenschaften eines Lackes, der zum Lackieren von Elektroblech verwendet wird, haben einen großen Einfluß auf den Verschleiß der Stanzwerkzeuge, die beim Stanzen des Bleches benutzt werden. Einen besonders hohen Verschleiß erleiden die Werkzeuge durch ein Blech, das mit härteren Lacktypen lackiert ist z. B. flurch ein Blech, das mit einer Schicht von auf dem Blech aufgebrachtem und wärmebehandeltem Lack versehen ist, der im wesentlichen aus Sulfitzelluloseablauge besteht Lacke des letzt genannten Typs sind u. a. in der GB-PS 6 64 590 und in der SW-PS 2 01 101 beschrieben. Auf Sulfitablauge basierende Lacke sind sonst gut geeignet für die Isolierung von Elektroblech, weil sie eine Lackschicht ergeben, die fest auf dem Blech haftet und nicht beim Stanzen beschädigt wird, was die Isolation verschlechtern würde. Sie haben deshalb eine sehr große Anwendung gefunden. Es sind Vorschläge gemacht worden, die Sulfitzelluloseabiauge abzuändern, um den Nachteil des großen Verschleißes der Stanzwerkzeuge zu vermeiden, aber es war bisher nicht möglich, gleichzeitig einen geringen Verschleiß der Stanzwerkzeuge und eine Lackschicht zu erhalten, die beim Stanzen intakt bleibt

In der DE-OS 16 44 744 sind Überzugsmittel für Elektroblech« auf der Basis von in Wasser löslichen oder in Wasser dispergierbaren Lignindenvaten beschrieben, die jedoch im Hinblick auf ihre Stanzeigenschaften mit den beiden vorher genannten Patentschriften zu vergleichen sind. Aus der US-PS 30 22 258 sind Dispersionen aus wasserdispergierbaren Kohlenhydraten und Aminoplast-Aldehydharzen als Holzbearbeitungsmittel, insbesondere amr Ausrüstung, bekannt In der US-PS 31 97 435 werden ebenfalls harzige Mitte) aus Reaktionsprodukten von phenolischem Novolack und Kohlenhydraten beschrieben, die als Bestandteile von Formmaterialien verwendet werden. Die Verwendung dieser bekannten Mittel zum Lackieren von Elektroblech wird in den beiden zuletzt genannten Druckschriften weder beschrieben noch nabegelegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung eines Lackes zur Lackierung

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von Elektroblech vorzuschlagen, bei dem der große Verschleiß der Stanzwerkzeuge vermieden wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zum Lackieren von Elektroblech ein ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthaltender Lack verwendet wird, wobei das Bindemittel im wesentlichen aus einem Gemisch oder einem teilweise umgesetzten Gemisch eines Methylolgruppen enthaltenden Harzproduktes und eines Kohlenhydrats besteht, wobei das Harzprodukt ein aus einem Phenol-, Melamin- und/oder einem Carbamidharz bestehendes Harzprodukt und als Kohlenhydrat in eine Kohlenstoffkette mit höchstens 12 Kohlenstoffatomen enthaltendes Kohlenhydrat verwendet wird, und wobei das entstehende Bindemittel aus 30 bis 70 Gew.-% des Kohlenhydrats und aus 70 bis 30 Gew.-% des Harzproduktes besteht

Bei der Verwendung des Lackes wird die Stanzbarkeit des Bleches vier- bis fünfmal verbessert Bei Bestimmung der Stanzbarkeit rechnet man die Anzahl von Stanzschlägen, die man mit einem Stanzwerkzeug machen kann, bis die Stanzgrate auf dem Blech eine Höhe von 40 Mikron haben, wo das Starowerkzeug ais verbraucht anzusehen ist Während man mit einem unlackierten Blech etwa 70 000 Stanzschläge machen kann, sind es mit lackierten Blechen bisher verwendeter Lacke ca. 125 000 und mit dem erfindungsgemäß verwendeten Lack 500 000 Stanzschläge. Dieser Effekt war nicht vorauszusehen und ist völlig überraschend.

Der erfindungsgemäß verwendete Lack bietet außerdem einen guten elektrischen Isolationswiderstand, hat eine sehr geringe Tendenz zur Abgabe von Staub und verursacht bei Erhitzung des Bleches eine geringe Gasbildung. Außerdem kann der Lack in sehr dicken Schichten, z. B. mehr als 10 μ, auf das Blech aufgetragen werden, was dazu führt, daß die Isolierung sehr effektiv wird.

Weil Wasser im wesentlichen als Lösungsmittel im Lack verwendet werden kann, werden die Arbeitsoperationen, z. B. das Härten des Lackes, beim Aufbringen des Lackes auf das Blech erleichtert

Hierbei kann das Harzprodukt ein Produkt darstellen, welches in einem Gemisch von gleichen Gewichtsteilen Aceton und Äthonal unter Bildung einer Lösung löslich ist, die 50 Gew.-% des Harzproduktes enthält und mit mindestens einer Wassermenge, die gleich der Menge des organischen Lösungsmittels ist, ohne Abscheidung des Harzes verdünnbar ist

Die Angabe über die Eigenschaften des Harzproduktes bedeutet natürlich nicht, daß das Harzprodukt zusammen mit dem für die Charakterisierung der Eigenschaften des Harzproduktes obengenannten Lösungsmittel oder mit dem obengenannten Gehalt in der Lösung angewendet werden muß. Das Harzprodukt kann vorteilhaft aus einem Phenolharz oder einem Melaminharz oder aus Mischungen von Phenolharzen und Melaminharzen bestehen. Es wird jedoch auch die Verwendung von z. B. Carbamidharzen oder deren Gemischen mit Phenol- und/oder Melaminharzen in Betracht gezogen. Die genannten Harze können modifiziert sein, z. B. mit Alkyden, wie z. B. einem Alkyd, das im wesentlichen aus Glycerin und Phthalsäure oder mit Acrylaten, wie z. B. Methylmethacrylat, aufgebaut ist.

Beispiele für Kohlenhydrate, die bei der Herstellung des Lackes verwendbar sind, sind Monosaccharide, z. B. Pentosen und Hexosen, wie Arabinose, Xylose, Glucose, Fruktose, Mannose und Galaktose, Disaccharide, z. B. Saccharose, Maltose, Laktose, Cellobiose, Sorbose,

Gentiobiose, Tehalose und Melibiose, Polysaccharide mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen, ζ. B, Stärke und Zellulose sowie weiter industrielle Abfallprodukte z, B. Melasse und Sulfitzelluloseabiauge, die Kohlenhydrate enthalten oder aus Kohlenhydraten aufgebaut sind, die durch Hydrolyse freigemacht werden können. Das Kohlenhydrat kann auch aus Gemischen von zwei ader mehreren verschiedenen Kohlenhydraten bestehen.

Wenn die Kohlenhydrate aus langen Kohlenstoffketten, z. B. mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen, bestehen, werden diese, z.B. durch Behandlung einer stark konzentrierten wäßrigen Lösung der Kohlenhydrate mit einer Säure, z. B. Phosphorsäure, hydrolysiert, bevor sie nach Neutralisation mit z. B. Ammoniak oder einer anderen Base, z. B. einem Alkalihydroxid oder einem ErdalkaHoxid oder -hydroxid, mit dem Harzprodukt kombiniert werden.

Wenn die Kohlenhydrate als Komponenten in industriellen Abfallprodukten vorkommen, die schon in Verbindung mit ihrer Herstellung in einem sauren Milieu waren, oaet wenn sie Kohlenhydrate mit höchstens 12 Kohlenstoffatomen darstellen, können sie als solche verwendet werden, wobei sie in Wasser aufgelöst werden und der pH der Lösung in den vorkommenden Fällen, z. B. mit einem alkalischen Prosphat, wie Trinatriumphosphat, vor Zugabe des Harzproduktes, auf einen gewünschter. Wert eingestellt wird. In gewissen Fällen kann es jedoch vorteilhaft sein, die vorhin beschriebene Hydrolyse auch bei einem Disaccharid durchzuführen.

Das Gewicht des Kohlenhydrats beträgt zweckmäßig 30 bis 70% des Gesamtgewichts des Kohlenhydrats und des Methylolgruppen enthaltenden H^'zproduktes und somit das Gewicht des Harzproduktes 70 bis 30%. Es hat sich in vielen Fallen als zweckmäßig erwiesen, gleiche Gewichtsteile der beiden Komponenten zu verwenden.

Das Bindemittel des Lacks kann außer dem Kohlenhydrat und dem Harzprodukt auch ein anderes organisches Bindemittel enthalten, z. B. neben Kohlenhydraten in der Sulfitzelluloseabiauge vorliegende organische Stoffe, wie z. B. ligninderivate.

Weiter kann der Lack mit einem anorganischen und/oder organischen Fällmittel in pulverisierter Form, z. B. Glimmerpulver, Lehm, einem organischen Polymeren wie Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid in handelsüblichen Qualitäten, versetzt werden. Das Füllmittel wird zweckmäßigerweise mit einem Anteil von 1 bis 30% des Gesamtgewichts der nicht flüchtigen Bestandteile des Lacks verwendet Die Partikelgröße des evtL verwendeten Füllmittels liegt vorzugsweise bei 1 bis 10 μ.

Bei der Herstellung des Lacks wird die wäßrige Lösung des Kohlenhydrats nach Einstellung ihres pH-Wertes auf mindestens 7, vorzugsweise 8 bis 11, mit einer Lösung des Harzproduktes in einem Lösungsmittel vermischt, das zweckmäßig wenigstens in der Hautsache ein organisches mit Wasser mischbares Lösungsmittel ist, z. E Azeton, Äthanol, Glykole, wie z. B. ButyldiglykoL

Es hat sich gis vorteilhaft erweisen, dem Lack Phosphatgruppen zuzuführen. Hierdurch wird nämlich das Anhaften des Lacks am Blech verbessert. Phosphatgruppen können z. B. dadurch zugeführt werden, daß Phosphorsäure bei der Hydrolyse der verwendeten Kohlenhydrate benutzt wird, oder dadurch, daß ein Phosphat bei der Einstellung des pH-Wertes des Lacks verwendet wird

Die Erfindung wird durch Beschreibung einiger Ausfübrungsbeispiele erläutert.

Beispiel 1

"» 100 Gewichtsteile Saccharose werden in 100 Gewichtsteilen Wasser aufgelöst und mit 85 Gewichtsteilen Phosphorsäure (spez. Gewicht 170) versetzt Nachdem die Lösung 2 bis 6 Stunden in Zimmertemperatur gestanden hat, wird sie mit Ammoniak auf den

in pH-Wert8 eingestellt

Diese wäßrige Lösung wird sodann mit 250 Gewichtsteilen einer Lösung eines Phenolharzes oder eines Melaminharzes in einem organischen Lösungsmittel gemischt, die 50 Gewichtsprozent des Phenolharzes

Ii oder Melaminharzes enthält Weiter werden 5 Gewichisteile eines Netzmittels zugesetzt

In dem durch die Mischung der Lösung erhaltenen Lack beträgt der Gehalt an Kohlenhydrat ungefähr 45 Prozent des Gesamtgewichts von Kohlenhydrat und

in Harzprodukt Der Lack wird auf das zu isoliertende Blech aufgebracht z. B. durch Druckwalzen und danach während 30 bis 60 Sekunden bei einer Temperatur von etwa 300⁰C gehärtet Die Dicke der Lackschicht die nach dem Einbrennen ungefähr 3 μ beträgt kann durch

Änderung des Wassergehalts des Lacks geregelt werden.

Beispiel 2 Ein Lack wird in der in Beispiel 1 angegebenen Weise,

jo mit dem Unterschied, hergestellt und aufgebracht daß anstelle von 100 Gewichtsteilen Saccharose 200

Gewichtsteile Melasse, die zu 50 Gew.% aus Wasser

besteht verwendet werden.

_J5 Beispiel 3

500 Gewichtsteile Sulfitzelluloseablauge, bei der das Wasser teilweise verdunstet ist, die 50 Gewichtsprozent Trockensubstanz enthält, werden mit 35 Gew.% Phosphorsäure (spez. Gewicht 1,70) versetzt Nachdem die Lösung in der in Beispiel 1 angegebenen Art behandelt und neutralisiert worden ist wird sie mit 200 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 angegebenen Harzlösung und mit einem Netzmittel vermischt
In dem fertigen Lack beträgt das Gesamtgewicht des

-(5 Kohlenhydrats und des Harzprodukts mehr als die Hälfte der nicht flüchtigen Bestandteile des Lacks. Außerdem sind von der Sulfitablauge herrührende andere organische Stoffe, wie Ligninderivate, als Komponenten im Bindemittel enthalten. Das Bindemit-

% tel besteht somit hauptsächlich aus dem Kohlenhydrat und dem Harzprodukt

Der Lack wird in der in Beispiel 1 angegebenen Weise aufgebracht

B e i s ρ i e I 4

Ein Lack wird in der in Beispiel 3 angegebenen Weise mit dem Unterschied hergestillt, daß anstelle von 500 Gewichtsteilen eingedunsteter Sulfitablauge 250 Gewichtsteile getrocknete Sulfitzelluloseablauge, bei der

μ also das Wasser vollkommen verdunstet ist, zusammen mit 200 Gewichtsteilen Wasser verwendet werden.

Im fertigen Lack beträgt das Gesamtgewicht des Kohlenhydrats und des Harzprodukts mehr als die Hälfte der nicht flüchtigen Bestandteile des Lacks.

ir, Außerdem sind von der Sulfitablauge herrührende andere organische Stoffe, τ.. Β. Ligninderivate, als Komponenten im Bindemittel enthalten. Das Bindemittel besteht also hauptsächlich aus dem Kohlenhydrat

und dem Harzprodukt.

Der Lack wird in der in Beispiel t angegebenen Art aufgebracht.

Beispiel S

100 Gewichtsteile Stärke werden in 200 Gewichtsteilen Wasser aufgelöst und mit 35 Gewichtsteilen Phosphorsäure (spez. Gewicht 1,70) versetzt Nachdem die Lösung in der in Beispiel 1 angegebenen Weise unter Abbau der Stärke zu Glukose behandelt und neutralisiert worden ist, wird sie mit 200 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 angegebenen Harzlösung und mit einem Netzmittel vermischt

Im fertigen Lack beträgt der Gehalt an Kohlenhydrat etwa 50 Prozent des Gesamtgewichts von Kohlenhydrat und Harzprodukt

Der Lack wird wie in der in Beispiel 1 angegebenen Art aufgebracht

Beispiel 6

250 Gewichtsteile getrocknete Sulfitzelluloseablauge der in Beispiel 4 angegebenen Art, wurden in 200 Gewichtsteilen Wasser aufgelöst und mit 50 Gewichtsteilen Trinatriumphosphat neutralisiert

Diese Wasserlösung wird mit 250 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 angegebenen Harzlösung vermischt und mit einem Netzmittel versetzt

Im fertigen Lack beträgt das Gesamtgewicht des Kohlenhydrats und Harzprodukts mehr als die Hälfte der nicht flüchtigen Bestandteile des Lacks. Außerdem sind von der Sulfitablauge herrührende andere organische Stoffe, z. B. Ligninderivate, als Komponenten im Bindemittel vorhanden. Das Bindemittel besteht somit hauptsächlich aus dem Kohlenhydrat und dem Harzprodukt

ί Der Lack wird in der in Beispiel 1 genannten Art aufgebracht

Beispiel 7

100 Gewichtsteile Saccharose werden in 100 Ge-Ki wichtsteilen Wasser aufgelöst Der pH-Wert wird auf 8

mit 30 Gewichtsteilen Trinatriumphosphat eingestellt
Die wäßrige Lösung wird wie in Beispiel 1 angegeben,

mit eimer Harzlösung vermischt und mit einem

Netzmittel versetzt
ι ι In dom durch die Vermischung der Lösung erhaltenen

Lack beträgt der Gehalt an Kohlenhydrat ungefähr 45 Prozent des Gesamtgewichts des, Kohlenhydrats und Harzprodukts.

,,, Beispiel 8

Die gemäß Beispiel 1 bereiste Mischung aus Saccharose und Phenolharz oder Melaminharz hat eine Viskosität von 40 Sekunden im Viskositätsgefäß 4 (DIN) in neubereitetem Zustand, d. h, ehe das Kohicnhydrat und das Harzprodukt miteinander reagiert haben. Nach lOstundiger Lagerung der Mischung hat sie eine Viskosität von 80 Sekunden, wodurch ersichtlich wird, daß die zwei Komponenten sich teilweise miteinander umgesetzt haben. Das gelagerte teilweise umgesetzte

in Gemisch wird in der in Beispiel 1 angegebenen Weise auf das zu isolierende Blech aufgebracht

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines ein Bindemittel und ein Lösungsmittel enthaltenden Lackes aus einem Gemisch oder einem teilweise umgesetzten Gemisch aus (a) 70 bis 30 Gew.% eines Methylolgruppen enthaltenden Haraproduktes, aus einem Phenol-, Melamin- und/oder einem Carbamidharz, (b)3Xi bis 70 Gew.% eines Kohlenhydrats mit einer Kohlenstoffkette mit höchstens 12 Kohlenstoffatomen besteht, zum Lackieren von Elektroblech.

2. Verwendung eines Lackes nach Anspruch 1, wobei das Harzprodukt in einem Gemisch von gleichen Gewichtsteilen Aceton und Äthanol unter Bildung einer 50%igen Lösung löslich ist wobei diese mit zumindest einer Wassermenge, die der Menge des organischen Lösungsmittels gleich ist, ohne Abscheidung des Harzes verdünnbar ist zum Lackieren von Elektroblech.