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Verfahren zum Schutz von Konservendosen und ähnlichen Behältern aus
Schwarzblech gegen Korrosion Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Schutz von Konservendosen und ähnlichen Behältern aus Schwarzblech gegen Korrosion.
Es sind zahlreiche Vorschläge gemacht worden, um das für Konservendosen und ähnliche
Behälter in großem Ausmaße verwendete Weißblech durch Schwarzblech zu ersetzen.
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Während der Zinnüberzug des Weißblechs bereits einen sehr wirksamen
Korrosionsschutz darstellt, bedarf das Schwarzblech für die genannten Zwecke einer
zusätzlichen Oberflächenveredelung, um eine genügende Korrosionsbeständigkeit zu
erzielen, wozu. sowohl anorganisch- als auch organisch-chemische Schutzüberzüge,
ferner auch Kombinationen beiderlei Art Eingang in die Technik gefunden haben. Es
sei z. B. die Anwendung von Phosphatschichten in Verbindung mit Lacküberzügen erwähnt.
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Die gewöhnliche Korrosion des Schwarzblechs in feuchter Atmosphäre
und bei Gegenwart von Sauerstoff bzw. Luft besteht in der Rostbildung, welche je
nach den Bedingungen die Oberfläche des Materials mit geringerer oder größerer Geschwindigkeit
und in mehr oder minder gleichmäßiger Schicht überzieht. Bei überschuß von Sauerstoff
bzw. von Luft bestehen solche natürliche oder auch künstlich erzeugte Rostschichten
im wesentlichen aus
Verbindungen des dreiwertigen Eisens, während
bei Ausschluß von Sauerstoff Verbindungen des zweiwertigen Eisens entstehen, welche
ihrerseits chemisch unbeständig sind und sich leicht zu Verbindungen des dreiwertigen
Eisens oxydieren. Die unter genügendem Sauerstoffzutritt gebildeten Rostschichten
besitzen hiernach den Vorteil einer überlegenen chemischen Beständigkeit.
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Es ist indessen bekannt, daß eine Rostbildung auch der letztgenannten
Art bei andauerndem Zutritt von Wasser und Sauerstoff nicht zum Stillstand kommt
und daß derartige anfänglich gebildete Rostschichten das Metall vor weiterem Angriff
oder gar vor völliger Zerstörung nicht zu schützen vermögen; nur in Ausnahmefällen
vermögen solche Schichten die anfängliche Korrosion wirksam zu verzögern. Dagegen
gelingt es, die Weiterrostung in einem gewünschten oder erforderlichen Stadium der
Schichtbildung durch Wasserentzug zu unterbinden.
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Es wurde nun gefunden, daß die in geringer und möglichst gleichmäßiger
Dicke auf dem genannten Material frisch erzeugten und alsbald nach ihrer Herstellung
entwässerten Rostschichten eine für die genannten Zwecke äußerst korrosionsbeständige
Verbindung zwischen Metall und organischen Schutzschichten, z. B. Lacküberzügen,
vermitteln.
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Erfindungsgemäß wird auf den zu behandelnden Gegenständen zunächst
in geringer Dicke eine möglichst gleichmäßige Oberflächenrostung erzeugt, der Rostvorgang
wird sodann zu gegebener Zeit durch Entwässerung der Schicht unterbrochen und alsbald
nach der Entwässerung eine organische Schutzschicht, z. B. ein Lacküberzug, aufgebracht.
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Im einzelnen kann das Verfahren z. B. in folgender Weise durchgeführt
werden: Die zu behandelnden Gegenstände werden einer milden Oberflächenbeize unterworfen,
wozu beispielsweise die in der Feinblechbeiztechnik bekannten Verfahren der Eisenbeizung
unter möglichster Schonung des Metalls angewendet werden können. Die Beizung dient
zugleich der Oberflächenreinigung und der anschließenden gleichmäßigen Oberflächenrostung.
Die Beizflüssigkeit wird mittels Wasser und/oder Wasserdampf abgespült, überschüssiges
Wasser gegebenenfalls mit feuchter Luft abgeblasen, wonach auf den Gegenständen
ein dünner Feuchtigkeitsüberzug verbleibt. Durch Belassen an der Luft oder durch
Einbringen in strömende feuchte Luft wird in kurzer "Zeit eine gleichmäßige Oberflächenrostung
erzeugt, welche sich alsbald durch eine gleichmäßige selbe bis gelbbraune Färbung
bemerkbar nacht. In diesem Zustand wird die Rostung durch Entwässerung der Schicht
bei etwa 20o° C unterbrochen. Nach genügender Abkühlung wird ohne Verzug und unbeschadet,
ob die erhaltene Schicht völlig reibfest ist oder nicht, das Übergießen, Tauchen
oder Spritzen mit Lack bzw. Lacklösung vorgenommen und in üblicher Weise getrocknet.
Bei anderen organischen Schutzüberzügen wird entsprechend verfahren. Die einzelnen
Arbeitsgänge können im Fließverfahren aneinandergereiht werden.
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Es wurde weiter gefunden, .daß das Verfahren z. B. in folgender Weise
vereinfacht werden kann: Nach Fortnahme der Beizflüssigkeit werden die mit einer
adhärierenden Feuchtigkeitsschicht behafteten Gegenstände sogleich in feuchter,
heißer Luft vorgetrocknet, wobei sich die erforderliche Oberflächenrostung vollzieht,
alsdann bei etwa 200"C
entwässert und nach vorstehendem weiterbehandelt.
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Die Unterbrechung der Rostung und die Entwässerung der gebildeten
Schicht kann gegebenenfalls vorteilhaft auch durch Wirbelstromerhitzung des Materials
vorgenommen «-erden. Wird bei Anwendung eines derartigen Entwässerungsverfahrens
Vorkehrung für Zutritt von Sauerstoff bzw. Luft getroffen, so wird zugleich mit
der Entwässerung eine vorteilhafte zusätzliche Oxydation in der Grundzone erreicht.
Bei dieser Arbeitsweise ist jedoch zu beachten, daß eine wesentliche Verfärbung
der anfänglich gebildeten Rostschicht nach dunkleren Anlaßfarben hin tunlichst vermieden
werden muß.
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Die erfindungsgemäß vor dem Aufbringen des organischen Schutzüberzuges
in Gegenwart von Feuchtigkeit und Sauerstoff zu erzeugenden und anschließend zu
entwässernden gelben bis gelbbraunen Rostschichten vermögen für sich allein keinerlei
nennenswerten Korrosionsschutz zu bieten; sie besitzen im Gegenteil alle Nachteile
einer für sich allein völlig unbrauchbaren, also durchaus unselbständigen Zwischenschicht.
Die Rostschichten sollen nur in geringer Dicke erzeugt werden, sie sind, wie bekannt
ist, porös, sie brauchen weiterhin auch im entwässerten Zustand nicht völlig reibfest
zu sein und «eisen in der Regel auch keine sonderliche Haftfestigkeit auf. Insbesondere
sollen bei der Entwässerung wesentliche Verfärbungen. der anfänglich gebildeten
Rostschichten tunlichst vermieden werden, um dadurch den genuinen Zustand der Schicht
nach Möglichkeit zu erhalten; denn wesentliche Farbänderungen bei den Oxyden des
Eisens sowie auch bestimmter anderer Metalle Sind bekanntlich in der Regel von entscheidenien
chemischen Veränderungen bzw. Umwandlungen begleitet. Solche Veränderungen )zw.
Umwandlungen und die hierbei etwaigenialls erfolgende Überführung in solche Schichten,
die
von den obengenannten Merkmalen wesentlich abweichen, sind bei der Entwässerung
der erfindungsgemäß erzeugten Rostschichten nicht bezweckt und nach Möglichkeit
zu unterbinden. Bei lediglicher Entwässerung, die im Zustand des Auftretens einer
Oberflächenrostung von gelber bis gelbbrauner Färbung vorgenommen wird, zeigen die
Rostschichten auch lediglich eine geringe Farbaufhellung und Abstump.fung. Die chemische
Unbeständigkeit dieser erfindungsgemäßen Zwischenschichten zeigt sich daran, daß
bereits der Zutritt von Atmosphärilien zu einer rasch einsetzenden neuerlichen Korrosion
führt.
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Daß durch die Anwendung derart unselbständiger Zwischenschichten in
Verbindung mit organischen Schutzüberzügen auf einfache Art in nicht zu erwartender
Weise ein hervorragender Korrosionsschutz auf Eisen bzw. Stahl erzeugt werden kann,
ist neu. Bisher ist man bei der Verwendung oxydischer Schichten zum Zweck des Korrosionsschutzes
bestrebt gewesen, Schichten von an sich bereits möglichst hoher Korrosionsbeständigkeit
und insbesondere hoher Haftfestigkeit zu erzeugen und den hierdurch erhaltenen Korrosionsschutz
durch zusätzliche Lackaufträge u. dgl. gegebenenfalls noch weiter zu verbessern.
Dies gilt z. B-. für die schützenden Schichten von tiefschwarzer Färbung, welche
auf Eisenblech für Konservendosen durch Glühen in Wasserdampf erhalten werden und
welche sich durch große chemische und mechanische Widerstandsfähigkeit auszeichnen.
Nach anderen Vorschlägen wieder, bei welchen zwar verfahrensgemäß ein Rostungsprozeß
eingeschaltet ist, wird nach der Rostung an Stelle lediglicher Entwässerung durch
eine zusätzliche Behandlung mit Wasser bz,w. Wasserdampf eine Umwandlung der primären
Rostschicht und deren Überführung in eine schützende Schicht bezweckt. Vorschlägen
der genannten Art gegenüber ist das beschriebene Verfahren sowohl hinsichtlich der
chemischen und physikalischen Merkmale der erfindungsgemäß erzeugten und entwässerten
Rostschicht als auch verfahrensmäßig neu und abgegrenzt.
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Der Vorteil des geschilderten Verfahrens beruht in der Einfachheit
der hierfür aufzuwendenden chemischen Mittel und in der ungewöhnlichen Haftfestigkeit
und des ungewöhnlichen Korrosionswiderstandes der erfindungsgemäß aufgebrachten
organischen Schutzschichten für die genannten Zwecke. Als weiterer Vorteil des Verfahrens
ist zu bemerken, daß insonderheit die Korrosionsbeständigkeit ölfreier Lacke auf
Kunstharzbasis für die genannten Zwecke in erhöhtem Maße nutzbar gemacht werden
kann.