DE3931047C2

DE3931047C2 -

Info

Publication number: DE3931047C2
Application number: DE3931047A
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Mishima Shizuoka Jp Mizuhashi
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1988-09-17
Filing date: 1989-09-16
Publication date: 1991-08-08
Also published as: GB2222786A; DE3931047A1; JPH0280227A; JP2709483B2; GB2222786B; US5023115A; GB8921106D0; KR900004956A; KR910008842B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen auf beschichteten röhrenförmigen Metallteilen mit einem relativ geringen Durchmesser von weniger als 20 mm und dünner Wandstärke, die üblicherweise in Bodenbereichen, beispielsweise Erdboden, angeordnet werden, wie zahlreiche Rohrleitungen zum Fördern von Ölen oder Luft in Automobilen oder ähnlichen Maschinenanordnungen.

Beschichtungen auf beschichteten röhrenförmigen Metallteilen dieser Art, die zugleich die Erfordernisse für den Schutz gegen mechanischen Schock durch hochspringende Steine während der Fahrt und für die Korrosionsbeständigkeit erfüllen, werden beispielsweise nach folgendem Verfahren hergestellt.

Es wird die Außenumfangsfläche eines röhrenförmigen Metallteils, das mit einer üblichen galvanischen Zinkbeschichtung versehen ist, die mit einer membranartigen Chromatschicht versehen ist, direkt mit einem röhrenförmigen Material, wie einem mittels Wärme schrumpfbaren Vinylchloridharz oder Polyolefinharz beschichtet, wobei anschließend eine Wärmebehandlung dadurch durchgeführt wird, daß man diese Anordnung durch einen Ofen führt, wobei das röhrenförmige Material einem Wärmeschrumpfungsprozeß unterzogen wird und sich dabei auf dem Rohr niederschlägt und mit diesem laminiert wird.

Da bei dieser bekannten Anordnung jedoch die beschichtete Struktur eine einzige Schicht eines unter Wärmeeinwirkung schrumpfbaren röhrenförmigen Materials aufweist, besitzt die Beschichtung notwendigerweise eine relativ große Dicke in der Größenordnung von etwa 100 µm. Dies behindert beträchtlich die Verarbeitbarkeit bei der nachfolgenden komplizierten Biegebehandlung zur Herstellung eines Endprodukts. Desweiteren besteht ein weiterer Bedarf nach der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. Schließlich ist die Beschichtungsbehandlung für das röhrenförmige Material bei langen röhrenförmigen Metallteilen insofern nachteilig, als dies zu einer Verminderung der Produktivität und zu einer Erhöhung der Produktionskosten führt. Schließlich fehlt der Beschichtung im niedergeschlagenen und laminierten Zustand generell eine enge Bindung mit dem röhrenförmigen Metallteil, was zu Rissen und Freistellen im gebogenen Bereich nach einer Biegebehandlung oder an den beschichteten Enden durch Ablösen der Beschichtungen verursacht. Dies führt zu Problemen durch das Eindringen von Staub und Wasser, durch Regen oder bei der Autowäsche.

Neben der Beschichtung mit einem röhrenförmigen Kunststoffmaterial ist es auch bekannt, beispielsweise aus der DE-OS 24 10 325 den spülnassen, verzinkten und chromatisierten Grundkörper zur Trocknung einer Wärmebehandlung zu unterziehen und ihn derart getrocknet mit einer Kunststoffdispersion mit fluoriertem Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylfluorid zu beschichten. Auch hierbei wird nur eine Kunststoffschicht aufgebracht, die zwar durch mehrfaches Beschichten verdickt werden kann, die aber aufgrund unzureichender Haftung der in mehreren Arbeitsgängen aufzutragenden Kunststoffschichten bei Biegebehandlungen zu Rissen an den behandelten Bereichen oder an den Endbereichen neigt.

Weiterhin ist z. B. aus der DE-PS 34 38 013 sowie der DE-PS 30 46 263 die Verwendung von Primerschichten bei der Beschichtung von beschichteten Metallkörpern bekannt, doch dienen diese Primer üblicherweise der Haftungsvermittlung zwischen dem Metallgrundkörper und einer aufzubringenden Kunststoffschicht oder aber als Haftvermittler zwischen einer Chromatüberzugsmembran und einer aufzubringenden Kunststoffschicht. Rohre, die über diesen beschriebenen Schichtaufbau verfügen, weisen bei Anbringung mehrerer Kunststoffschichten nachteilig eine oftmals unzureichende Haftung zwischen den einzelnen Kunststoffschichten auf. Dies führt zu denselben, schon oben erwähnten Nachteilen bei der Bearbeitung der Rohre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Beschichtungen zur Verfügung zustellen, die zugleich die Anforderungen an den Schutz gegen externe Schocks, wie sie sich durch aufspringende Steine ergeben, und an die Korrosionsbeständigkeit erfüllen können, bei denen die Dicke der gesamten Beschichtung vermindert werden kann, wodurch sich eine zufriedenstellende Verarbeitbarkeit bei einer darauffolgenden Biegebehandlung ergibt, bei denen die Beschichtungsbehandlung hinsichtlich der Außenschicht erleichtert wird, wenn ein Solüberzug angebracht wird, und bei denen das nachteilige Ablösen am gebogenen Bereich und am Ende der Beschichtung verhindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen auf beschichteten röhrenförmigen Metallteilen zur Verfügung gestellt, das folgende Schritte aufweist:

a) Es wird ein Fluorharz auf einer Chromatschicht eines röhrenförmigen Metallteils schichtförmig aufgetragen, das zuvor mit einer galvanischen Zn-Schicht versehen wurde, die auf ihrer Umfangsoberfläche die Chromatschicht aufweist;
b) es wird ein Primer auf die Schichtoberfläche des Fluorharzes schichtförmig aufgetragen;
c) es wird auf der aufgetragenen Primerschicht entweder ein wärmeschrumpfbares röhrenförmige Teil aus Vinylchloridharz oder aus Polyolefin angeordnet oder es wird ein Sol eines Vinylchloridharzes aufgetragen und
d) dann wird entweder das röhrenförmige Teil durch Wärmeanwendung geschrumpft, wodurch die verschiedenen Schichten fest zusammenhaften und laminieren, oder das Sol wird so vollständig geliert, daß eine Schicht erzeugt wird, die fest an der aufgetragenen Primerschicht anhaftet und laminiert.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird auf die aufgetragene Primerschicht entweder das röhrenförmige Teil so aufgezogen oder die Lösung so aufgetragen, daß an beiden Endbereichen um 5-20 mm der Primerschicht ungeschützt bleiben.

Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen kann die Schicht, die durch das hitzeschrumpfbare röhrenförmige Material aus Vinylchloridharz oder Polyolefinharz hergestellt wurde, oder die Schicht, die durch Solüberzug des Polyvinylchloridharzes geliert wurde, fest an die Oberfläche des röhrenförmigen Metallteils mittels eines Primers mit einer Schichtdicke im µm-Maßstab angeheftet und laminiert werden. Dabei wird eine zufriedenstellende Bindungsfähigkeit mit der Beschichtungsschicht durch eine nachfolgende Wärmebehandlung bei niedriger Temperatur dadurch erhalten, daß man eine Zwischenschicht vorsieht, um hierdurch vollständig eine dünne Beschichtungsstruktur zu bilden. Dementsprechend kann die Verarbeitbarkeit sogar in einer nachfolgenden komplizierten Biegebehandlung zufriedenstellend gehalten werden. Zugleich liegt ein zufriedenstellender Schutz gegen externen Schock, wie auffliegende Steine, und eine zufriedenstellende Korrosionsbeständigkeit vor. Desweiteren kann die Beschichtungsbehandlung sowie die äußere Schicht im allgemeinen vereinfacht werden. Schließlich liegt kein Problem mit dem Ablösen an den gebogenen Bereichen und den beschichteten Enden mehr vor, was auf die enge Verbindung der Schichten untereinander zurückzuführen ist. Des weiteren kann die Beschichtung bei reduzierten Kosten hergestellt werden.

Erfindungsgemäß wird ein röhrenförmiges Metallteil dadurch hergestellt, daß man eine galvanische Zinkbeschichtung mittels einer üblichen galvanischen Beschichtungsmethode auf die Außenumfangsfläche eines röhrenförmigen Teils aufbringt. Dabei weist die Zinkbeschichtung eine Chromatmembranschicht auf. Das röhrenförmige Teil weist eine dünnwandige Einzel- oder Doppelschicht mit einer galvanisch aufgetragenen Kupferbeschichtung auf der Umfangsoberfläche auf. Das röhrenförmige Teil hat einen Außendurchmesser von weniger als 20 mm und eine Wandstärke von 0,7-2,0 mm. Anschließend wird ein Fluorharz auf die membranartige Chromatschicht des röhrenförmigen Metallteils mittels üblicher Spritz- oder Streichbeschichtung ggf. mit einem Beschichtungsprimer auf der Chromatmembranschicht aufgezogen. Danach wird ein Primer mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit mit einer Dicke im µm-Maßstab auf die Beschichtungsoberfläche des Fluorharzes, auf die gleiche Weise wie oben beschrieben, aufgezogen.

Anschließend wird auf der so gebildeten Primerbeschichtung ein röhrenförmiges Teil, das aus einem unter Wärmeeinwirkung schrumpfbaren Vinylchloridharz oder Polyolefinharz hergestellt ist, aufgetragen und durch Wärmeeinwirkung bei einer Temperatur von etwa 100°C angebracht. Andererseits kann auch ein Solüberzug mit einem Vinylchloridharz angebracht werden, woraufhin eine Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 150-350° erfolgt. Hierdurch wird die Schicht, die durch die Wärmeschrumpfung des röhrenförmigen Teils oder das vollständige Gelieren des Solüberzugs hergestellt wurde, fest angeheftet und laminiert.

Beim Herstellen der Schicht durch den Solüberzug wird das röhrenförmige Metallteil in ein Solbad mit einer Viskosität von 1000-5000 mPa · s unter Drehen und Vorerhitzen getaucht oder das Sol wird durch luftfreies Spritzen unter Drehen und Vorerhitzen des röhrenförmigen Metallteils in der gleichen Weise beschichtet und anschließend in einer Atmosphäre von 150-300°C in einem Zeitraum von mehreren 10 Sekunden bis einigen Minuten gebacken.

Der Primer (Voranstrich), der auf der Beschichtungsoberfläche des Fluorharzes aufgezogen worden ist, ist vorzugsweise ungeschützt als äußere Schicht an beiden Endbereichen um 5-20 mm von den Beschichtungsenden des röhrenförmigen Teils oder des Solüberzugs angeordnet. Da die Bindungsfähigkeit zwischen dem Endbereich des Primers und der Beschichtungsschicht des röhrenförmigen Teils oder des Solüberzugs gering ist, tendieren diese dazu "zusammenzusacken", wobei die Schichtdicke des Primers lokal ansteigt. Ein harter Primer mit einer Bleistiftstärke von 5H kann dann Risse erleiden, wenn er von auffliegenden Steinen getroffen wird oder wenn er einem Biegevorgang unterzogen wird. Dies führt zu Rissen und Freistellen hinsichtlich der Schicht des röhrenförmigen Teils oder des Solüberzugs. Wenn das Ende der Schicht, die mit dem röhrenförmigen Teil oder dem Solüberzug gebildet wird und das Ende des Primers an gleicher Stelle angeordnet sind, werden korrosive Stäube oder Fluide, die durch die Risse oder Freistellen eindringen, daran gehindert, nach außen durch die Schichten des röhrenförmigen Teils oder des Solüberzugs zu entkommen, und greifen in chemischer Hinsicht die Beschichtungsschicht des Fluorharzes an, was sich in unerwünschter Weise auf die Schicht des röhrenförmigen Teils oder des Solüberzugs im Langzeitbetrieb auswirkt.

Da jedoch erfindungsgemäß beide Endbereiche des Primers um etwa 5-20 mm von den Enden der Schichten, die durch das röhrenförmige Teil oder den Solüberzug gebildet werden, ungeschützt angeordnet sind und der Primer somit als Außenschicht in diesen Bereichen vorliegt, üben Sprünge, die aufgrund des Zusammensack-Verhaltens erzeugt werden, keine nachteiligen Effekte auf die Beschichtungsschicht des Fluorharzes oder der Beschichtung mit dem röhrenförmigen Teil oder des Solüberzugs aus, da korrosiver Staub oder Fluid draußen bleiben.

Der Grund, warum diese Bereich um etwa 5-20 mm ungeschützt angeordnet sind, ist der, daß Sprünge innerhalb der Schichtanordnung mit dem röhrenförmigen Teil oder dem Solüberzug vorkommen können, sofern die Bereiche unter 5 mm breit sind. Wenn sie andererseits über 20 mm ungeschützt sind, so erreichen sie nicht den Innenraum der Schicht mit dem röhrenförmigen Teil oder der Solauskleidung und dementsprechend ist es nicht notwendig, diese über 20 mm hinaus ungeschützt zu lassen, da dies nur zu einer Materialverschwendung führt.

Da, wie vorstehend beschrieben, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen auf beschichteten röhrenförmigen Metallteilen eine Beschichtungsbehandlung mit einem Fluorharz, die zu einer Zwischenschicht führt, ein Beschichten mit einem Primer von hervorragender Korrosionsbeständigkeit, was zu einer Dicke im µm-Maßstab auf der Oberfläche hiervon führt, das anschließende Anordnen eines röhrenförmigen Teils, das aus einem mit Wärme schrumpfbaren Vinylchloridharz hergestellt ist, auf der Beschichtungsschicht des Primers oder das Niederschlagen eines Sol-Überzugs aus Vinylchloridharz mit nachfolgender Wärmebehandlung zur Anwendung kommen, wodurch die Schicht des Vinylchloridharzes, das durch die Wärmeschrumpfbehandlung des röhrenförmigen Teils gebildet wird oder das durch vollständiges Gelieren des Solüberzugs erzeugt wird, fest angeordnet und laminiert wird, kann die Gesamtdicke der Schichtanordnung relativ gering gehalten werden. Dementsprechend kann die Verarbeitbarkeit sogar bei einer nachfolgenden komplizierten Biegebehandlung zufriedenstellend ausfallen. Auch die Anforderungen an den Schutz gegen externe Schläge, wie sie beispielsweise durch hochgewirbelte Steine erzeugt werden, und an die Korrosionsbeständigkeit können zufriedenstellend ausfallen. Weiterhin ist im Falle des Anbringens eines Solüberzugs die Beschichtungsbehandlung für die Außenschicht im allgemeinen einfach und leicht durchzuführen. Weiterhin bestehen keine Probleme mit dem Ablösen der Beschichtung im Biegebereich und an den Beschichtungsenden. Dementsprechend wird ein äußerst wirksames Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen zur Verfügung gestellt, das das Eindringen von Stäuben, Regenwasser, Autowaschwasser u. dgl. verhindert.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen auf beschichteten röhrenförmigen Metallteilen, das folgende Schritte umfaßt:

a) Es wird ein Fluorharz auf einer Chromatschicht eines röhrenförmigen Metallteils schichtförmig aufgetragen, das zuvor mit einer galvanischen Zn-Schicht versehen wurde, die auf ihrer Umfangsoberfläche die Chromatschicht aufweist;
b) es wird ein Primer auf die Schichtoberfläche des Fluorharzes schichtförmig aufgetragen;
c) es wird auf der aufgetragenen Primerschicht entweder ein wärmeschrumpfbares röhrenförmiges Teil angeordnet oder es wird ein Sol eines Vinylchloridharzes aufgetragen und
d) schließlich wird entweder das röhrenförmige Teil durch Wärme geschrumpft, wodurch die verschiedenen Schichten fest zusammenhaften und laminieren, oder das Sol wird so vollständig geliert, daß eine Schicht erzeugt wird, die fest an der aufgetragenen Primerschicht anhaftet und laminiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Chromathaut und der Fluorharzüberzugsschicht ein weiterer Primer aufgetragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die aufgetragene Primerschicht entweder das röhrenförmige Teil so aufgezogen wird, oder das Sol so aufgetragen wird, daß 5-20 mm vom Ende der Primerschicht freigelassen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das röhrenförmige Metallteil einen Außendurchmesser von weniger als 20 mm und eine Wandstärke von 0,7-2,0 mm aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Wärme schrumpfbare röhrenförmige Teil aus Polyvinylchloridharz oder Polyolefinharz besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Solüberzug dadurch herstellt, daß man ein röhrenförmiges Metallteil unter Drehen und Erwärmen des Teils in ein Solbad mit einer Viskosität von 1000-5000 mPa · s eintaucht und anschließend einer Wärmebehandlung bei 150-300°C während eines Zeitraums von mehreren zehn Sekunden bis mehreren Minuten unterzieht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Solüberzug durch luftfreies Spritzen unter Drehen und Erhitzen des röhrenförmigen Metallteils aufträgt und ihn danach einer Wärmebehandlung bei 150-300°C während eines Zeitraumes von mehreren zehn Sekunden bis einigen Minuten unterzieht.