DE2743379C3 - Verfahren zum Auftragen eines Schutzüberzuges auf Stahloberflächen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs I angegebenen Art zum Auftragen eines Schutzüberzuges auf Stahlnherflächen.

Ein aus der DE-OS 2117218 bekanntes Verfahren dieser Art dient zur Herstellung von korrosionsschützenden überzügen mit dämmenden Eigenschaften auf dünnen metallischen Flächen, wie Karosserieblechen. Diese Überzüge sollen sich durch hohe Korrosionsund Verschleißfestigkeit auszeichnen und gute dämmende und entdrönnende Eigenschaften besitzen. Außerdem sollen die überzüge leicht sein und hohe Widerstandskraft gegen Kälte und Wärme sowie gute mechanische Eigenschaften aufweisen. Zur Herstellung solcher Überzüge werden dabei die metallischen Flächen nach üblicher Reinigung mit einer Grundierung versehen, auf die noch feuchte Fläche wird elektrostatisch ein Überzug aus einem pulverförmigen Gemisch eines Kunststoffes mit einem Treibmittel aufgebracht und das Ganze wird gemeinsam erhitzt, wobei die Grundierung getrocknet und gehärtet wird und gleichzeitig das pulverförmige Gemisch unter Aufschäumen aufschmilzt und sich mit der Unterlage unlösbar verbindet.

Derartige bekannte Schutzüberzüge sind für die Innenflächen von Stahlhohlkörpern, die zur Aufnahme von Tomatenmark, Kirschen, Oliven und anderen, Stahloberflächen stark korrodierenden Lebensmitteln bestimmt sind, weder bestimmt noch geeignet. Solche Stahlhohlkörper, beispielsweise Konservendosen, sind im Versand und im Gebrauch stat' .en mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Es ist deshalb zuallererst eine Grundierung erforderlich, die durch solche Beanspruchungen nicht beschädigt wird. Bei dem bekannten Verfahren ist zwar keine besondere Art der zur Grundierung benutzten Phosphatierung angegeben, es ist jedoch aufgrund des angegebenen Beispiels auf S. 4, Abs. 2, davon auszugehen, daß es sich bei der Grundierung um einen Zinkphosphatüberzug handeln wird. Wenn jedoch Zinkphosphat als Grundierüberzug benutzt wird, ist die Dicke des Überzugs notwendigerweise so groß, daß bei rauher Handhabung von Hohlkörpern der Grundierüberzug reißen wird, wodurch dann auch der darauf aufgebrachte Epoxidharzüberzug reißt und dann der Hohlkörperinhalt den Hohlkörper korrodiert, was insbesondere im Lebensmittel Verpackungsbereich unannehmbar ist.

Aus der DE-OS 2517384 ist ein Verfahren zum Beschichten der Innenfläche eines Rundhohlleiters mit einer dielektrischen Schicht aus einem Kunststoff, der auf der Innenfläche aufgesintert wird, bekannt, mit dem sich aber die vorerwähnten, bei der Verpakkung von Stahloberflächen stark korrodierenden Lebensmitteln auftretenden Probleme auch nicht lösen lassen.

Aas der DE-OS 2256K65 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beschichtung von Metallgegenständen mit pulverförmigen Werkstoffen bekannt. Dabei wird ein Metallrohr zuerst erhitzt, bevor ein Epoxidharzpulver aufgesprüht wird. Das Erhitzen dient dabei - wie bei dem erstgenannten bekannten Verfahren und wie weiter bei einer·, aus der Zeitschrift Industrie-l.ackier-Bctrieb(1976). 5,S. 189-194, insbesondere S. 192, bekannten Verfahren - lediglich dem Zweck die bpuxidharzpulverbeschichtung auf der heißen Metalloberfläche aushärten zu lassen bzw. einzubrennen.

In der AT-PS 1K4M9 ist zwar das Phosphatieren von aas Schwarzblech bestehenden Dosenkörpern erwähnt, nicht jedoch die besondere Art der angewandten Phmphatierung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der aus der eingangs eiwähnten DE-OS 2117218 bekannten Art so zu verbessern, daß ein Schutzüberzug auf die Innenflächen eines zylindrischen Stahlhohlkörpers einschließlich seines Bodens und Füllochdekkels, der zur Aufnahme von Stahloberflächen stark korrodierenden Lebensmitteln bestimmt ist, hergestellt werden kann, bei dem eine Rißbildung durch rauhe Handhabung sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Schritte gelöst.

Durch das Ausführen dieser Schritte wird ein dünner Überzug erhalten, der sich biegen kann, ohne zu reißen, wenn der Stahlhohlkörper Stoßen ausgesetzt ist, die im Gebrauch und beim Versand auftreten. Das wird hauptsächlich durch die Verwendung von Eisenphosphat statt Zinkphosphat als Grundierüberzug gewährleistet. Wenn Zinkphosphat als Grundierüberzug benutzt würde, würde die Überzugsdicke notwendigerweise mehrmals größer sein als die Dicke des Eisenphosphatgrundierüberzugs. Der dickere Zinkphosphatgrundierüberzug würde viel stärker zur Rißbildung neigen, wenn die Hohlkörper rauh behandelt werden, was, wie oben erwähnt, auch die Rißbildung in dem dünnen Epoxidharzüberzug zur Folge hätte.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird mit einem bekannten Ransburg-Auftragsystem (US-PS 2 463 422,2 509 448 oder 2 567 781) gearbeitet, bei welchem den Pulverteilchen eine elektrostatische Ladung gegeben wird und Λΐε geladenen Teilchen auf den an Masse liegenden Mantel, den Boden und den Füllochdeckel einer Trommel aufgebracht werden.

Der hier verwendete Ausdruck »Trommel« umfaßt zylindrische Star hohlkörper, wie Fässer, Konservendosen, Büchsen, Eimer u. dgl.

Das hier beschriebene Verfahren zum Auftragen eines Schutzüberzuges auf Tsommelmantel, Boden und Füllochdeckel beinhaltet folgtnde Schritte:

1. Reinigen durch Schleifwirkung

2. Waschen
3 Spülen

4. Eisenphosphatauftrag

5. Spülen

6. Rostverhütungsauftrag

7. Vorwärmen

8. Pulverüberzugauftrag

9. Erhitzen, um das Harz auszuhärten.

Zuerst werden die Trommelteile gereinigt und durch Sandstrahlen mit kleinem Schleifgrit abgeschliffen, um in dem Metall Verankerungsprofile für das Verankern des später aufgetragenen Pulvers zu schaffen.

Die Trommelteile werden dann mit Wasser von etwa 71' C, das eine kleine Menge an Alkali, z. B. 1,7 Ge'M.-% Alkali, enthält, sprühgewaschen.

Danach werden die Trommelteile in Wasser bei etwa Raumtemperatur sprühgespült

Die Teile werden dann mit einer warmen, z. B. 66° C. Eisenphosphatlösung besprüht, die in dem hier beschriebenen Beispiel aus 4,2 Gew-% Phosphat in Wasser besteht. Das ist ein wichtiger Schritt in dem sung besprüht, die eine Temperatur von etwa 60° C hat und in dem hier beschriebenen Beispiel aus 0,3 Verfahren. Er dient dem Zweck, einen Grundierüberzug zu schaffen, der die Aufgabe bat, den Epoxidharzüberzug an dem Metall mit optimalem Haftvermögen festzuhalten.

Die Teile werden dann wieder mit Wasser bei etwa Raumtemperatur sprühgespült.

Danach werden die Teile mit einer Rostverhrterlö-Gew.-% Chromsäure in Wasser besteht.

Die Trommelteile werden dann erhitzt, bis ihre Oberflächentemperatur etwa 93° C erreicht, wobei der Betriebsbereich von etwa 82° C bis etwa 104° C reicht.

Unmittelbar nach dem Erreichen der Temperatur von etwa 93° C oder 82° C bis 104° C wird der Pulverüberzug durch eine herkömmliche elektrostatische Spritzvorrichtung der Ransburg-Bauart aufgespritzt oder aufgesprüht. Bei der Temperatur der Metallteile werden die Epoxidharzpulverteilchen direkt auf das Metall aufgeschmolzen und miteinander verschmolzen, um den Vernetzungsprozeß zu beginnen, der erforderlich ist, um einen nadellochfreien Überzug mit einer Dicke von 38,1 um bis 76,2 um zu bilden. Die bevorzugte Dicke beträgt 50,8 um bis 63,5 um. Beispielsweise führt bei der Handhabung von Tomatenmark eine Überzugsdicke von mehr als 76,2 um zum Reißen oder Rissigwerden des Überzuges, insbesondere an der Oberfläche des Füllochdeckels, während ein Überzug mit einer Dicke von weniger als 38,1 μπι von der LebensmiPelsäure des Tomatenmarks unter den Beanspruchungen und Spannungen bei der Trommelhandhabung durchdrungen werden kann.

Die bevorzugte Klasse von Epoxidharzpulvern für die Verwendung bei dem hier beschriebenen Verfahren ist die der Diglycidyläther-Bisphenol-A-Harze. Von diesen werden diejenigen bevorzugt, die aromatische Amine, Lewis-Säure und Säureanhydrid als Härter enthalten. Das gewählt«: PuIv...r soll frei fließen, einen Teilchengrößebereich von 20 um bis 150 μιη und vorzugsweise von 30 um bis 70 μιη und einen Schmelzpunkt in dem Bereich von 82° C bis 104° C haben.

Danach werden die Trommelteile zum Abbinden und Härten des Hjrzes auf eine Metalloberflächentemperatur von etwa 204° C, d. h. von etwa 199° C bis etwa 216° C für etwa sechs Minuten, d. h. in einem Bereich von 5 min bis 12 min erhitzt.

Die fertiggestellten Trommeln, deren Teile in der oben beschriebenen Weise behandelt worden sind, können sicher benutzt werden, so daß es zu einer Verschlechterung der Trommeln oder von deren Inhalt beim Versand oder beim lagern über längere Zeitspannen kommt. Die fertiggestellten Trommeln sind deshalb besonders zur Handhabung und Lagerung von Tomatenmark, Kirschen, Oliven und anderen Lebensmitteln von Nutzen, die Stahlbehälter sehr stark korrodieren und zerstören können.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auftragen eines Schutzüberzuges auf Stahloberflächen in folgenden Schritten:

a) Reinigung durch Schleifwirkung,

b) Phosphatieren,

c) Aufbringen einer Schicht aus wärmehärtbarem Epoxidharzpulver durch elektrostatisches Besprühen, und

d) Erhitzen der Oberflächen auf eine Temperatur von etwa 199° Cbisetwa216° Cfüreine Zeitspanne von S bis 12 min zum Aushärten der Epoxidharzschicht,

dadurch gekennzeichnet, daß zum Schützen der Innenflächen eines zylindrischen Stahlhohlkörpers, seines Bodens und seines Füllochdeckels

- zum Phosphatieren eine wäßrige Eisenphosphatlösung aufgesprüht wird,

- zwischen den Schritten b) und c) die Innenflächen auf eine Temperatur von 82° C bis 104° C vorgeheizt werden, damit die im Schritt c) aufgebrachte Epoxidharzschicht auf sie aufschmilzt, und

- die Epoxidharzschicht im Schritt c) bis zu einer Dicke von 38,1 um bis 76,2 um aufgebaut wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Epoxidharz ein Harz des Typs Diglycidyläther-Bisphenol-A-Harz verwendet wird, das einen Härter enthält, bei welchem es sich um aromatische Amine, Lewis-Säuren oder Säureanhydride handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schritten b) undc) vordem Erhitzen der Innenflächen auf eine Temperatur von 82° C bis 104° C ein Rostverhüter auf die grundierten Innenflächen aufgetragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß das Harzpulver auf die Innenflächen des Stahlhohlkörpers in einem radialen Sprühprofil aufgespritzt wird, das fortschreitend über die Länge des Stahlhohlkörpers bewegt wird

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlhohlkörper während des Aufsprühens des Harzpulvers gedreht wird.