DE682355C

DE682355C - Verfahren zum Entfernen von Oberflaechenverunreinigungen von Weissblech

Info

Publication number: DE682355C
Application number: DEC52915D
Authority: DE
Original assignee: Crosse and Blackwell Ltd
Current assignee: Crosse and Blackwell Ltd
Priority date: 1936-06-06
Filing date: 1937-06-06
Publication date: 1939-10-13
Also published as: FR822724A; BE421943A; GB479681A; GB479746A; US2215165A

Description

C 52915

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Entfernung von Oberflächenverunreinigungen von Weißblech oder von Gegenständen aus Weißblech, und das Neue und Erfinderische besteht darin, daß auf der verunreinigten Zinnfläche durch eine anodische Oxydation eine unlösliche Schicht niedergeschlagen und dann die anodisch oxydierte Fläche einer kathodischen Behandlung mit

!o einer heftigen Entwicklung von Wasserstoff unterworfen wird, wodurch der mit der anodischen Behandlung gebildete Film und der vorher vorhanden gewesene Schmutzfilm von der Oberfläche abgelöst werden.

Dieser grundlegende Gedanke wird gemäß der Erfindung dadurch weiter entwickelt, daß das Weißblech, von dessen Oberfläche durch die anodische Vorbehandlung und die kathodische Nachbehandlung die Verunreinigungen entfernt sind, einer weiteren anodischen Behandlung, vorzugsweise mit geringerer Stromdichte unterworfen wird, die das Weißblech z. B. gegen Angriffe durch Schwefel beständig macht. Das so behandelte Weißblech kann schließlich mit einem Lack, vorzugsweise durch elektrisches Niederschlagen, überzogen werden.

Es ist bekannt, auf Zinnoberflächen durch anodische Behandlung Schutzschichten aufzubringen, ferner ist vorgeschlagen worden, die Zinnoberfläche vor der anodischen Behandlung anzuätzen, und schließlich ist es in der Galvanotechnik vielfach üblich, eine anodische und eine kathodische Vorbehandlung nacheinander anzuwenden.

Einer dieser Vorschläge verfolgt rein dekorative Zwecke, denn es sollen Effektbleche für billige Ziergegenstände hergestellt . werden, wobei das Anätzen augenscheinlich dazu dient, die Kristallstruktur des Zinns erscheinen zu lassen. Demgegenüber wird gemäß der Erfindung eine Zinnoberfläche angestrebt, die sich für das Auge kaum von einer umbehandelten Fläche unterscheidet, aber die wertvolle Eigenschaft besitzt, gegen Schwefelverbindungen widerstandsfähig zu sein. Ein Anätzen wird bei dem neuen Verfahren vermieden.

Nach einem zweiten Vorschlage werden Zinn oder Zinnlegierungen oder Gegenstände

daraus durch anodische Behandlung mit einer Schutzschicht versehen, jedoch ohne daß eine Reinigung der Zinnoberfläche durch eine elektrolytische Behandlung vorhergeht. Um Metall, insbesondere Zink und Zinn, gegen Korrosion zu schützen, hat man ferner eine elektrolytische anodische Behandlung in einem Sulfidbäde vorgeschlagen;, ein solches Bad findet jedoch bei dem neuen Verfahren keine ίο Anwendung.

Maßnahmen der Galvanotechnik stehen dem Gegenstände der Erfindung ohnehin fern, und bei der elektrolytischen Reinigung, die gemäß dem bekannten Vorschlage der Galvaui- «5 sierung des Werkstückes vorgeschaltet ist, wird auf das Werkstück zuerst kathodisch und dann anodisch eingewirkt, während bei dem Gegenstande der Erfindung die Polarisationsfolge die umgekehrte ist. so Gemäß der Erfindung wird ein Weg gezeigt, um von der Oberfläche einer Zinnplatte oder verzinnten Platte (Weißblech) die gewöhnlich vom Herstellungsverfahren her vorhandene Verunreinigungsschicht zu entfernen, ohne daß die Farbe oder der Glanz der Oberfläche eine Beeinträchtigung erfahren.

Erfindungsgemäß wird zunächst die aus Verunreinigungen bestehende Schicht untergraben oder gelockert oder gelöst, indem man einen anodischen Film erzeugt, der gewöhnlich aus Zinnoxyd besteht und eine beträchtliche Dicke hat. Beide Schichten, d. h. der vorher vorhanden gewesene Film von Verunreinigungen und der darauf aufgetragene anodisiche Film, werden dann durch eine heftige kathodische Gasentwicklung entfernt. Bei dem ersten Schritt des anodischen Entfettens wird zwar Sauerstoff entwickelt, aber nur in etwa halb so großer - Menge, wie nachher Wasserstoff an der Kathode entwickelt wird.

Die auf der Zinnfläche vorhandene Verunreiriigungsschicht besteht zum Teil selbst häufig aus einer Oxydschicht, und eine besondere Eigenart» des neuen Verfahrens liegt darin, daß die Behandlung damit beginnt, eine weitere Oxydschicht aufzubringen, also eine Schicht, die an sich eine zusätzliche Verunreinigung bilden würde. Es wurde jedoch gefunden, daß die vorher vorhandene Verunreinigungsschicht durch einen auf sie aufgebrachten anodischen Oxydfilm gelöst wird. Die nachfolgende kathodische. Behandlung entfernt dann beide Schichten, die ursprüngliehe Schmutzschicht und den auf getragenen anodischen Film.

Für den Zweck der Erfindung sind die Lösungen, die man für verschiedene elektrolytische Verfahren zum' Reinigen anderer Metalle als Zinn vorgeschlagen hat, nicht geeignet. Es wurde jedoch gefunden, daß Lösungen, die ursprünglich für die anodische Oxydation von Zinn bestimmt waren, sich mit einem überraschenden Erfolge zur elektrolytischen Reinigungsbehandlung verwen- den lassen, wenn man die erfindungsgemäße Folge in der Stromumkehr anwendet.

Von den Lösungen ist ferner zu fordern, daß sie die Zinnoberfläche nicht angreifen. Sie müssen daher von schädlichen Anionen frei sein, also z.B. von Sulfationen, die lösliche \^erbindungen erzeugen oder von Hydroxylionen in einer Konzentration, die hoch genug ist, um lösliche Stannate zu bilden. Ferner dürfen die Lösungen die Zinnoberfläche nicht ätzen und nicht rauh machen. Schließlich darf die Lösung während der kathodischen Behandlung kein anderes Metall niederschlagen. Schwermetallkationen (von Blei, Kupfer u.dgl.) dürfen nicht anwesend sein, da sonst das Weißblech mit einer unerwünschten und oft giftigen Metallschicht überzogen wird.

Die Beseitigung der Verunreinigungen wird nur dadurch erreicht, daß auf die anodische Behandlung eine kathodische Behandlung folgt. Im Sinne der Weiterbildung der Erfindung kann man außerdem auf die kathodische Behandlung noch eine abschließende anodische Behandlung folgen lassen, um nach der Erledigung der Reinigung eine Schutzschicht aufzubringen, und zwar geschieht dies vorzugsweise bei einer geringeren Stromdichte. In der Regel bringt man die Schutzschicht auf, um ein Weißblech oder Gegenstände aus Weißblech zu erzeugen, die sich namentlich zum Verpacken von Nahrungsmitteln mit einem verhältnismäßig großen Schwefelgehalt eignen. Die Schutzschicht besteht dabei aus Zinnoxyd, das dem Schwefel in so hohem Maße widersteht, daß ein damit versehener Weißblechbehälter für schwefelhaltige Nahrungsmittel auch dann keine Schwefelflecke aufweist, wenn er mit einem durchsichtigen Lack überzogen ist. Bisher mußte man dagegen zur Vermeidung des Entstehens von Schwefelflecken einen zinnoxydhaltigen undurchsichtigen Lack auftragen.

Bei der praktischen Ausübung des Verfahrens kann man die Behandlung in einem einzigen Bade vornehmen, das beispielsweise aus Ammoniak oder Ammoniumcarbonat besteht. Die Schaltung wird dabei so vorgenommen, daß die zu behandelnde Zinnfläche, auf der sich die beispielsweise von der Herstellung stammenden Verunreinigun- ;en befinden, zunächst als Anode wirkt, wobei der die Schmutzschicht lösende anodische Film erzeugt wird. Man schaltet dann den Strom um, so daß die Zinnoberfläche, die jetzt den ursprünglichen Schmutzfilm und

den neuen anodischen Film trägt, als Kathode wirkt. Nunmehr wird unter heftiger Wasserstoffentwicklung die Reinigungsbehandlung dadurch abgeschlossen, daß die Schmutzschicht und die neue anodische Schicht zusammen entfernt werden.

Die Reinigungsbehandlung erfolgt vorzugsweise mit solchen Stromdichten, daß eine starke Gasentwicklung auftritt, und wird so

ίο lange durchgeführt, daß die ursprüngliche Schmutzschicht zerstört und dann mit der anodischen Schicht zusammen beseitigt wird. Will man dann auf die so gereinigte Zinnfläche im Sinne der Erfindung durch eine zweite anodische Behandlung eine besondere Schutzschicht auftragen, so ändern sich außer der Schaltung auch die Stromdichten und die Behandlungszeiten. Beide werden für die nochmalige anodische Behandlung so gewählt, daß keine wesentliche Gasentwicklung stattfindet. Ein ungefähres Bild der Verhältnisse bei der Durchführung der neuen Reinigungsbehandlung in Verbindung mit dem Auftragen einer anodischen Schutzschicht nach dem Reinigen ergibt sich aus folgenden Zahlen:

Reinigungsbehandlung ·■

1. Anodische Behandlung

4,31 bis 6,46 Amp. je dm² 2 Sekunden

lang;

2. Kathodische Behandlung

4,31 bis 6,46 Amp. je dm² 2 Sekunden ^lan£-

Schutzschichtaufbringung
Anodische Behandlung

0,43 Amp. je dm² 2 bis 6 Sekunden lang.

Die gesamte Behandlung des Werkstoffes oder der Werkstücke kann in demselben Elektrolyten vorgenommen werden; dabei ist es nicht erforderlich, das Behandlungsgut zwischen den einzelnen Arbeitsstufen zu waschen. Dies gilt insbesondere für Weißblechbehälter bei beliebiger Art der Durchführung der Behandlung. Bei Weißblechen kann es sich allerdings empfehlen, je Arbeitsstufe ein besonderes Elektrolytbad vorzusehen, aber nur, um Kurzschlüssen zwischen aufeinanderfolgenden Blechen vorzubeugen.

Hinsichtlich des Elektrolyten ist man nicht auf Ammoniak ader Ammoniumcarbonat beschränkt, jedoch sind diese Stoffe allein oder im Gemisch wegen ihrer Flüchtigkeit beim Trocknen in der Wärme besonders vorteilhaft. Es bleiben keine Elektrolytreste auf der Zinnoberfläche zurück, auch kann man sich gegebenenfalls mit dem Spülen des Behandlungsgutes begnügen, also auf das Trocknen verzichten.

Für das neue Verfahren eignen sich jedoch auch zahlreiche andere Lösungen, die nicht notwendig alkalisch oder oxydierend wirken müssen. So können in Frage kommen: Natrium- oder Kaliumdiphosphat (sauer), Natrium- oder Kaliummonophosphat (alkalisch) oder ein äquimolekulares Gemisch dieser Stoffe (im wesentlichen neutral). Ein Beispiel für eine geeignete Konzentration des Elektrolyten bildet eine Lösung von 3 Teilen Ammoniak, das ein spezifisches Gewicht von 0,88 hat, in 97 Teilen destillierten Wassers.

Die Erfindung läßt sich auch mit Vorteil zur Vorbehandlung von Weißblechen oder Weißblechbehältern, die lackiert werden sollen, verwenden. Die bei einer Lackierung unerläßliche Bedingung einer gründlichen Befreiung der Oberfläche von Verunreinigungen wird durch das neue Verfahren in überlegener Waise erfüllt. So bildet der nach der Reinigung durch eine nochmalige anodische Behandlung aufgetragene reine Film aus Zinnoxyd eine ausgezeichnete Grundlage für den Lacküberzug. Dieser kann auf mechanischem Wege, z. B. durch Aufspritzen, oder aber auf elektrischem Wege hergestellt werden. Man erzielt die besten Ergebnisse, wenn der Lade durch Emulgieren in einem alkalischen Medium genügend neutralisiert und dann auf elektrischem Wege aufgetragen wird. Man hat dann wie beim Aufbringen der anodischen Schutzschicht nach der anodisch-kathodischen Reinigung besonders auch darauf zu achten, daß durch die Wahl einer genügend geringen Stromdichte und kurzen Behandlungsdauer einer starken Gasbildung vorgebeugt wird.

Claims

Patentansprüche:

ι . Verfahren zur Entfernung von Oberflächenverunreinigungen von Weißblech oder von Gegenständen aus Weißblech, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zinnoberfläche durch eine anodische Oxydation eine unlösliche Schicht niedergeschlagen und dann die anodisch oxy- no dierte Fläche einer kathodischen Behandlung mit einer heftigen Entwicklung von Wasserstoff unterworfen wird, wodurch der mit der anodischen Behandlung gebildete Film und der vorher vorhanden gewesene Schmutzfilm von der Oberfläche abgelöst werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Weißblech, von dessen Oberfläche durch die anodische Vorbehandlung und die kathodische Nachbehandlung die Verunreinigungen ent-

fernt sind, einer weiteren anodischen Behandlung, vorzugsweise mit geringerer Stromdichte, unterworfen wird, die das Weißblech gegen Angriffe durch Schwefel beständig macht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ■dadurch, gekennzeichnet, daß das behandelte Weißblech schließlich mit einem Lack, vorzugsweise durch elektrisches Niederschlagen, überzogen wird.

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