DE2800099A1

DE2800099A1 - Beschichtetes metallteil

Info

Publication number: DE2800099A1
Application number: DE19782800099
Authority: DE
Inventors: John Glen Dr Newman; Glenn Raymond Stockmeier
Original assignee: Hobart Corp
Current assignee: Hobart Corp
Priority date: 1977-01-10
Filing date: 1978-01-02
Publication date: 1978-07-20
Also published as: FR2376654A1; IT7852810V0; IT7867020A0

Description

Hobart Corporation, World Headquarters, Troy, Ohio 45374/USA Beschichtetes Tellergestell und andere beschichtete Teile

Die Erfindung betrifft beschichtete Teile, wie z.B. beschichtete Geschirrspülergestelle, Tanks und Platten, die die erschwerten Bedingungen der Einwirkung von Temperatur, Feuchtigkeit, Detergentien, starker Bewegung usw. aushalten, und insbesondere auch Teile mit einer doppelten Epoxy-Polypropylenbeschichtung.

Die Bedingungen im Inneren einer Geschirrspülmaschine gehören mit zu den schwierigsten, die es gibt. Dementsprechend war die Korrosion und das Rosten der Metallteile in der Reinigungskammer und deren Verkleidung ein allgemeines Problem. Unter

ist
ihnen das Draht-Tel largest eil dasjenige, das zu den meisten Problemen Anlaß gibt, da es eine große Oberfläche besitzt und aus zahllosen Draht-zu-Drahtverbindungen besteht. Außerdem hat ein typisches Tellergestell scharfe Kanten, Grate und Schweißstellen an den Verbindungen, die eine häufige Fehlerquelle darstellen.

Werden antikorrosive Metalle zur Lösung einiger dieser Probleme verwendet, so bleiben andere übrig. Zum einen führt das das Porzellan berührende blanke Metall zum Abplatzen und zu Brüchen. Dies wurde schon früh erkannt, und deshalb wurden be-

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reite in der Patentliteratur von 1925 gummibeschichtete Tellergestelle beschrieben. Siehe z.B. die US-PS 1 553 624 von Merseles. Weitere Patente, in denen gununibeschichtete Tellergestelle beschrieben werden, sind die US-PS 1 624 46i| 1 968 657; 2 163 865 und 3 O4O 901.

Die Gummibeschichtung wirkt wie ein Polster, das verhindert, daß die Teller die Metallteile berühren; es wurde jedoch festgestellt, daß sie nicht dauerhaft genug sind, um die Korrosionsprobleme völlig zu vermeiden. Somit wurden Verbesserungen gesucht. Stoddard schlägt in der US-PS 1 968 685 z.B. vor, auf die Gummibeschichtung des Geschirrspülergestells einen Bakelit-Überzug aufzubringen, um die Haltbarkeit zu verbessern.

Typische Tellergestelle werden heute mit einem Polyvinylchloridharz beschichtet. Beispielhaft ist die US-PS 2 8θ4 von Fox, Inhaberin ist die Anmelderin der vorliegenden Erfindung. Das Patent beschreibt, daß in der Regel Polyvinylchlorid (PVC)-«Plastisole zur Beschichtung von Geschirrspülergesteilen verwendet werden und daß ein Vorstrich oder Haftgrundanstrich unter dem PVC verwendet werden kann. Ahnlich ist die US-PS 3 O83 836 von Bussemer, die ein Kühlschrankgestell mit einem Latex-Vorstrich unter der äußeren PVC-Schicht beschreibt.

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Die PVC-beschichteten Teile sind im allgemeinen gut aufgenommen worden, sie lassen jedoch noch Wünsche offen. Das heißt, daß beispielsweise bei einem Tellergestell die Plastikbeschichtung die folgenden Kriterien erfüllen sollte:

a) Erhaltung der Unversehrtheit des Bezuges (keine Blasenbildung oder kein Rosten des Grundmetalls) des Tellergestells über mindestens fünf Jahre;

b) Erhaltung der Biegsamkeit, der Farbe und des Oberflächenglanzes über mindestens fünf Jahre;

c) gute Deckfähigkeit an Schweißverbindungen;

d) gute Deckfähigkeit an den Ecken;

e) gute Schnitt- und Abriebfestigkeit;

f) relative Weichheit und Biegsamkeit; und

g) gutes Aussehen (Glanz und Glätte).

Außerdem sollte die Beschichtung in einem automatisierten System bei vernünftigen Material- und Verfahranskosten anwendbar sein«

Testversuche ergaben bei PVC-BeSchichtungen einen Glanzverlust, eine Farbverschiebung, Blasenbildung und einen Rückgang der Haft-

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fähigkeit. Demzufolge besteht ein Bedarf an verbesserten Beschichtungen für die Verwendung an Geschirrspülerteilen, wie z.B. Gestellen, Platten, Tankwänden usw.

Selbstverständlich sind verschiedene andere Materialien als PVC für ihre Beständigkeit allgemein bekannt. In dieser Beziehung wird verwiesen auf die US-PS 3 392 Ok^ und US-PS 3 65O 809, in denen Polyolefinaußenbeschichtuigen beschrieben sind. Es ist weiterhin bekannt, Epoxyvorstriche unter verschiedenen Arten von AußenbeSchichtungen zu verwenden. Hier wird verwiesen auf die US-PS 3 528 852; 3 502 ^92} 3 3^2 66O und 3 Λ6Κ 488.

Jedoch richtet sich keines dieser Patente auf beschichtete Geschirrspülerteile und sie erkennen auch nicht die Probleme, die mit der Beschichtung solcher Teile verbunden sind. Deshalb besteht immer noch Bedarf an einer wirksamen Beschichtung für Metallteile, die die schwierigen Bedingungen in der Reinigungskammer einer Geschirrspülmaschine aushalten.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch doppelt beschichtete Teile zur Verwendung in der Reinigungskammer einer Geschirrspülmaschine. Die erste Schicht der doppelten Beschichtung ist ein Epoxyvorstrich. Die zweite Beschichtung ist ein Polypropylenharz. Zusammen bilden sie einen Überzug, der in überragender Weise geeignet ist, den schwierigen Bedingungen im Inneren eines Geschirrspülers zu widerstehen.

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Der Epoxy-Vorstrich kann durch jede bekannte Aufbringungstechnik angebracht werden, jedoch ist die elektrostatische Aufbringung eines Epoxypulvers bevorzugt. Die Beschichtung kann in einem oder in mehreren Arbeitsgängen aufgebracht werden, bis eine bevorzugte Dicke von 0,5 bis 8 mil erreicht ist. Nach der Anwendung wird der Epoxyvorstrich zum Aushärten des Harzes erhitzt. Das Epoxyharz ist ein ausgezeichneter Vorstrich für alle metallischen Flächen, die sich in der Reinigungskammer eines Geschirrspülers befinden. Bei den Gestellen ergibt es eine gute Eckendeckfähigkeit und einen guten Auftrag an den Schweißstellen.

Der Polypropylenüberzug kann als Pulver durch elektrostatische

-bracht Aufbringung oder in Wirbelschicht aufge- werden. Es können ein oder mehrere Aufbringungsschritte verwendet werden, um eine Polypropylendicke von 3 bis 15 mil zu erhalten. Das Polypropylen zeigt ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit unter schwierigen Bedingungen. Der beschichtete Artikel wird dann einer hinreichenden Temperatur ausgesetzt, um das Polypropylen auszuhärten.

Der doppelte Epoxy-Polypropylenüberzug ist deshalb von so grosser Wichtigkeit, weil das Epoxyharz allein keine wirksame Beständigke± gegen Detergentien, Korrosion usw. aufweist und das Polypropylen allein keine guten Fließcharakteristiken zeigt. Demzufolge fließt das Polypropylen nicht in die Schweißstellen des Gestells_/und es treten Probleme mit Nadellöchern (pin-

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holing) auf, wenn die Teile mit Polypropylen allein bedeckt werden. Zusammen erzeugen die BeSchichtungen jedoch eine Schutzschicht, die jede der bisher verwendeten Plastikbeschichtungen für Geschirrspülergestelle, Tanks, Platten usw. übertrifft.

Das doppelte Beschichtungs sys tem der vorliegenden Erfindung ergibt z.B. bei der Verwendung in Tellergestellen eine gute Deckfähigkeit an den Schweißverbindungen, gute Deckfähigkeit an den Ecken, hervorragende Korrosionsbeständigkeit unter den Geschirrspülbedingungen, eine relativ flexible Beschichtung und gutes Hochglanzaussehen. Alles dies wird mit der gleichen relativen Beschichtungsdicke, wie sie für PVC-Überzüge verwendet wird,und zu vergleichbaren Kosten erreicht.

Die doppelte Beschichtung der vorliegenden Erfindung ist, wie erwähnt, ideal geeignet für Geschirrspülergestelle, und es kann auch für die anderen Teile in der Reinigungskammer eine Geschirrspülmaschine verwendet werden, wie die Wände des Behälters, die die Reinigungskammer bilden. Es kann auch als Überzug auf Platten oder Wänden von Kühlschrankinnenteilen, Kühlgestellen und so weiter Verwendung finden. Andere Verwendungen für die erfindungsgemäßen beschichteten Metallteile ergeben sich dem Fachmann von selbst.

Dementsprechend ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein epoxy-polypropylenbeschichtetes Metallteil für die Ver-

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Wendung in der Reinigungskammer einer Geschirrspülmaschine oder in anderen Fällen, in denen schwierige Bedingungen angetroffen werden, zu schaffen.

Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines Draht-Tellergestells, das mit einem Epoxy-Vorstrich und einem Polypropylenharzüberzug beschichtet ist. Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den nachstehenden Patentansprüchen·

Figur 1 stellt die Draufsicht von unten eines der erfindungsgemäß beschichteten Tellergestelle dar;

Figur 2 ist ein Schnittbild entlang der Linie 2-2 der Figir 1; und

Figur 3 ist ein Querschnitt einer einfachen Schweißverbindung des beschichteten Tellergestells nach Figur 1, das die DeckbeSchichtungen im Detail zeigt.

Wie schon oben erwähnt, ist unter allen Teilen, die erfindungsgemäß beschichtet werden können, das Tellergestell am schwierigsten hinreichend zu beschichten. Deshalb bezieht sich die Beschreibung im folgenden auf diese bevorzugte Ausführungsfoim , obgleich die erfindungsgemäße doppelte Beschichtung auch bei anderen Teilen in der Reinigungskammer einer Geschirrspülmaschine und bei anderen, als Geschirrspülerelementen, angewendet werden kann.

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Ein typisches Tellergestell ist in Pig. 1 gezeigt. Es kann ein Drahtgestell aus rostfreiem Stahl der Art, wie es in den US-Patentschriften 3 752 322; 3 472 573; 3 269 548; 3 126 098 oder 2 8θ4 213 des gleichen Anmelders, wie in der vorliegenden Erfindung, beschrieben sind, sein. Auch andere Tellergestellformen können mi L der doppelten Beschichtung der vorliegenden Erfindung beschichtet werden.

Das Gestell 10 umfaßt eine Serie von longitudinal sich erstreckenden Drähten 12, die mit quer verlaufenden Drähten 14 mit darauf senkrecht stehenden Stiften (nicht gezeichnet) verbunden sind. Die Seitenwand 16 und senkrechten Teile 18 sind in Figur 2 gezeigt. Die sich kreuzenden Drähte, die das Gestell bilden, sind an den Verbindungspunkten verschweißt, wie es bei der Herstellung von Drahttellergestellen üblich ist. Beim Verschweißen der sich longitudinal erstreckenden Drähte 12 mit den quer verlaufenden Drähten 14 und auch beim Verschweißen der aufrecht stehenden Stifte mit den Stützdrähten entstehen unverändert Grate und Schweißgrate (weld flashes). Dies ist am besten aus Fig. 3 ersichtlich, wo die Grate 20 am Schweißpunkt zu sehen sind.

Die Grate 20 und auch die scharfen Ecken der Drähte, Stifte und Rippen stellen ein Problem hinsichtlich der Unversehrbarkeit der Überzüge dar. Die Epoxydschicht 22 überwindet dieses Problem. Das heißt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird die Epoxydschicht 22 als ein Vorstrich-Überzug, der sich den Konturen der

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Kreuzverschweiflungen und Ecken anpaßt und an allen Stellen eine gleichmäßige Bedeckung ergibt, verwendet. Das Epoxydharz dient außerdem als ausgezeichneter Haftvorstrich zwischen dem Metalldrahtsubstrat und dem Polypropylenüberzug Zk, Selbst wenn Nadellöcher in dem Polypropylenüberzug 2.h entstehen oder wenn er bricht oder durchschnitten wird, schützt infolgedessen die darunterliegende Epoxydschicht 22 das Metall vor Korrosion und Rosten.

Die Epoxydschicht 22 ist vorzugsweise etwa 0,5 bis 8 mil dick. Es können ein oder mehrere Überzüge verwendet werden, um die gewünschte Dicke zu erhalten und die benötigte Abdeckung der Schweißstellen und Ecken zu gewährleisten.

In jedem Fall wird das epoxyd-bedeckte Drahtgestell nach jeder Ablagerung von Epoxydharz erhitzt, um das Harz vor der Anwendung des Polypropylens auszuhärten. Vor der Beschichtung mit dem Epoxydharz kann das Drahtgestell mit Zinkphosphat vorbehandelt werden, wie es bei der Tellergestellvorbehandlung üblich ist.

Nachdem der Epoxyd-Vorstrich aufgebracht ist, wird eine 3-15 mil-Schicht Polypropylen als Überzug Zh aufgebracht. Bevorzugt ist ein Polypropylenpulver, das durch elektrostatische Ablagerung (Pistole oder Nebel - gun or fog - ) oder mit einem Fließbett aufgetragen werden kann. Wiederum können ein oder mehrere Schichten verwendet werden, um die gewünschte Dicke zu

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erhalten. Jedesmal sollte eine Hitzehärtung angeschlossen werden, um das Polypropylen auszuhärten. Der letzten Hitzehärtung folgt eine Abkühlung oder Abschreckung.

Beispiel

Viertel-Abschnitte eines KD-Geschirrspülergestells des Anmelders der vorliegenden Erfindung wurden gesäubert und mit Zinkphosphat behandelt und mit 5-8 mil Plintflex 53I-6036 Epoxydpulver von duPont durch elektrostatische Ablagerung beschichtet. Als elektrostatisches Ablagerungssystem wurde ein Estey-Tunnel der Estey Dynamics Corporation verwendet, der im Tunnel für die durchgeführten Teile eine Volke feiner Pulverteilchen enthält. Die Gestelle wurden dann 10 Min. 204,4°C (400^oF) erhitzt, um das Epoxyd zu härten.

Dann wurde, wieder unter Verwendung des Estey-Tunnels, eine nachfolgende Beschichtung mit 5-8 mil Polypropylenpulver Hercotuf der Hercules Company durchgeführt. Das Gestell wurde dann 10 Min. auf 218,3°C (425°f) erhitzt, um das Polypropylen auszuhärten. Dann wurde mit Wasser abgeschreckt.

Die beschichteten Gestelle wurden auf ihre Beständigkeit gegen Wasser, Detergentien, Detergent-Dämpfe und Salznebel getestet und physikalischen Tests unterworfen, die im Vergleich zu den früheren Arten der PVC-beschichteten Gestelle hervorragende Ergebnisse zeigten.

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Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath t Dr. Dieter Weber Dipl -Phys. Klaus Seiffert PATENTANWÄLTE Docket 6288 D —62 WIESBADEN 29. Dez. 1977 Postfach 6145 H/pf Gustav-Freytag-Stra&e 25 « (0 61211 3727 20 Tdeuramma.lr.-is-e: WILLPATENT Telex: 4-186247 Hobart Corporation World Headquarters Troy, Ohio Beschichtetes Metallteil Priorität vom 10. Januar 1977 in USA, Serial No. 757,875 Patentansprüche

1. Beschichtetes Metallteil zur Verwendung in der Reinigungskammer einer Geschirrspülmaschine oder an anderen Stellen, an denen schwierige Bedingungen herrschen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus:

(a) einem Metallsubstrat,

(b) einer ersten Beschichtung auf dem Substrat, die ein Epoxy-Vorstrich ist, und

(c) einer zweiten Beschichtung über der ersten Beschichtung, die als äußere Schutzschicht für das beschichtete Me-

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Postscheck: Frankfurt/Main 67 63-6(K Bank: Dresdner Bank AG. Wiesbaden. Ko-ito-Nr. 276807

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tallteil dient und die ein Polypropylenharz ist,
besteht.

2. Beschichtetes Metallteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallteil ein Draht-Tellergestell und
das Metallsubstrat der Draht des Tellergestells ist.

3. Beschichtetes Metallteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Beschichtung 0,5 bis 3 mil dick ist und die zweite Beschichtung 3 bis 15 mil dick ist.

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