EP0769569A2 - Verfahren zur Stabilisierung einer Patinaschicht - Google Patents

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    • C23C8/80—After-treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for stabilizing an artificial patina layer produced on a copper sheet according to the features in the preamble of claim 1.
  • a ripening process is understood to mean a reaction process in which the artificial patina layer is exposed to the environmental atmosphere over a period of approximately one week to several weeks. During this period, the crystal structures of the artificial patina layer react in connection with the air humidity in such a way that the desired patina is achieved both in terms of color and structure.
  • the invention has for its object to provide a method for stabilizing an artificial patina layer produced on a copper sheet which is not hindered by the ripening process of the patina layer and which is also easy to process during the ripening process, e.g. Forming a copper sheet allowed.
  • a transparent cover layer consisting of water glass and hydroxyl cellulose is applied to it.
  • a covering layer has the character and function of a net with the effect that on one side this covering layer is sufficiently porous to allow the patina to mature as required, and on the other side the patina in the event of deformation, for example in a bending process, is held firmly on the surface of the copper sheet so that it can neither be detached from the copper sheet in parts nor removed over a large area. This avoids flaking and dust formation. Skin irritation and tool corrosion are prevented. There is no environmental impact from the removed patina.
  • the mesh-like transparent cover layer has the advantage that it retains its shape even after a long period of time and does not tear. If, after installation of a patinated copper sheet, the covering layer finally dissolves due to weather influences, this no longer affects the quality of the patina layer and the processing of an artificially patinated copper sheet.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention consists in the features of claim 2. Thereafter, an artificially patinated copper sheet is immersed in a solution of sodium or potassium water glass and hydroxyl cellulose and then dried.
  • the drying of the applied transparent covering layer is carried out in an atmosphere having a temperature of approximately 20 ° C to 150 ° C.
  • the mechanical resistance was tested by a friction test with steel wool. No visible abrasion was found.
  • the optical cover layer consisting of water glass and hydroxyl cellulose creates the optical Appearance of the artificially patinated surface of the copper sheet is not relevantly changed. Furthermore, the abrasion resistance, processability, etc. are significantly improved. Flaking and dust formation as well as the associated problems such as skin irritation and tool corrosion are avoided. Nevertheless, the cover layer is sufficiently porous to enable the artificially produced patina layer to ripen in a free atmosphere within the required period of time.

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Abstract

Bei dem Verfahren zur Stabilisierung einer auf einem Kupferblech erzeugten künstlichen Patinaschicht wird unmittelbar nach der Erzeugung der Patinaschicht hierauf eine aus Wasserglas und Hydroxylzellulose bestehende transparente Abdeckschicht aufgebracht. Die Abdeckschicht kann aus Natrium- oder Kaliumwasserglas und Hydroxylzellulose bestehen und wird entweder durch Tauchen oder durch Sprühen auf ein künstlich patiniertes Kupferblech aufgebracht. Nach dem Tauchen oder Besprühen wird die Abdeckschicht getrocknet. Dies erfolgt in einer Atmosphäre mit einer Temperatur von etwa 20 °C bis 150 °C innerhalb eines Zeitraums von etwa einer bis eineinhalb Stunden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung einer auf einem Kupferblech erzeugten künstlichen Patinaschicht gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei der Verarbeitung von Kupferblechen mit einer künstlichen Patinaschicht hat sich herausgestellt, daß insbesondere beim Biegen solcher Kupferbleche sich die Patinaschicht wenigstens zum Teil ablöste. Die hierdurch bedingten Abplatzungen bzw. die hierdurch entstehenden Staubbildungen können zu Umweltbelastungen führen, insbesondere zu Hautirritationen sowie Werkzeugkorrosionen.
  • Man hat zwar schon versucht, eine künstliche Patinaschicht mit Klarlack zu schützen. Klarlack kann aber erst nach dem Abschluß des sogenannten Reifeprozesses einer künstlichen Patinaschicht aufgebracht werden. Das Aufbringen des Klarlacks nach Abschluß des Reifeprozesses hat seinen Grund darin, daß Klarlack nicht porös genug ist, um den Reifeprozeß ablaufen zu lassen. Unter Reifeprozeß wird ein Reaktionsvorgang verstanden, bei welchem die künstliche Patinaschicht über einen Zeitraum von etwa einer Woche bis zu mehreren Wochen der Umweltatmosphäre ausgesetzt wird. Während dieses Zeitraums reagieren dann die Kristallstrukturen der künstlichen Patinaschicht in Verbindung mit der Luftfeuchtigkeit so, daß sowohl hinsichtlich der Farbe als auch der Struktur die jeweils angestrebte Patina erreicht wird.
  • Aber selbst beim Aufbringen des Klarlacks nach Abschluß des Reifeprozesses kann grundsätzlich nicht verhindert werden, daß die Klarlackschicht von den Rändern eines Kupferblechs oder von den Bearbeitungskanten her von Feuchtigkeit unterwandert wird. Die Klarlackschicht kann dann abplatzen und hierbei zumindest bereichsweise die künstliche Patinaschicht mitnehmen. Desweiteren ist es beim Einsatz von Klarlack nicht zu unterbinden, daß dieser großflächig reißt oder in der Klarlackschicht Haarrisse entstehen, durch die Feuchtigkeit dringen kann. Auch dies führt dazu, daß letztlich die gesamte aus Klarlack und künstlicher Patina bestehende Beschichtung gewissermaßen wie eine Haut abgezogen werden kann. Damit wäre aber die künstlich erzeugte Patina verschwunden.
  • Um die vorstehend geschilderten Nachteile zu vermeiden, hat man bislang mit einer künstlichen Patinaschicht versehene Kupferbleche meistens direkt im Anschluß an die Erzeugung der Patinaschicht in der einsatzbedingten gewünschten Weise umgeformt. Anschließend wurden die insoweit umgeformten Kupferbleche der freien Atmosphäre ausgesetzt, um den Reifeprozeß ablaufen zu lassen.
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Stabilisierung einer auf einem Kupferblech erzeugten künstlichen Patinaschicht zu schaffen, welches durch den Reifeprozeß der Patinaschicht nicht behindert wird und welches auch während des Reifeprozesses eine problemlose Verarbeitung, wie z.B. eine Umformung eines Kupferblechs erlaubt.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
  • Demgemäß wird jetzt unmittelbar nach der künstlichen Erzeugung der Patinaschicht auf diese eine aus Wasserglas und Hydroxylzellulose bestehende transparente Abdeckschicht aufgebracht. Eine derartige Abdeckschicht hat den Charakter und die Funktion eines Netzes mit der Wirkung, daß auf der einen Seite diese Abdeckschicht ausreichend porös ist, um den Reifeprozeß der Patina in der erforderlichen Weise ablaufen zu lassen, auf der anderen Seite die Patina bei einer Verformung, beispielsweise bei einem Biegeprozeß, fest auf der Oberfläche des Kupferblechs gehalten wird, so daß sie sich weder in Teilen vom Kupferblech lösen kann noch großflächig abziehen läßt. Mithin werden Abplatzungen und Staubbildung vermieden. Hautirritationen und auch Werkzeugkorrosion werden unterbunden. Eine Umweltbelastung durch abgelöste Patina findet nicht statt. Desweiteren hat die netzartige transparente Abdeckschicht den Vorteil, daß sie auch nach längerer Zeit ihre Form beibehält und nicht reißt. Wenn letztlich nach dem Einbau eines patinierten Kupferblechs sich die Abdeckschicht durch Witterungseinflüsse auflöst, so hat dies keinen Einfluß mehr auf die Qualität der Patinaschicht und auf das Verarbeiten eines künstlich patinierten Kupferblechs.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in den Merkmalen des Anspruchs 2. Danach wird ein künstlich patiniertes Kupferblech in eine Lösung aus Natrium- oder Kalium-Wasserglas und Hydroxylzellulose getaucht und anschließend getrocknet.
  • Eine weitere ebenso vorteilhafte Verfahrensform besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 3. In diesem Fall wird ein künstlich patiniertes Kupferblech mit einer Lösung aus Natrium- oder Kalium-Wasserglas sowie Hydroxylzellulose besprüht und dann getrocknet.
  • Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß darüber hinaus, wenn nach den Merkmalen des Anspruchs 4 die Trocknung der aufgebrachten transparenten Abdeckschicht in einer eine Temperatur von etwa 20 °C bis 150 °C aufweisenden Atmosphäre durchgeführt wird.
  • Anhand eines Fertigungsbeispiels ist die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
  • Danach wurden zunächst 40 ml Kaliwasserglas und 120 ml Wasser sowie 80 g Hydroxylzellulose (im Verhältnis 1:20 mit Wasser vermischt) ca. eine Stunde lang gerührt. Anschließend wurde diese Lösung auf die Oberfläche eines zuvor künstlich patinierten Kupferblechs gesprüht. Nach dem Aufsprühen wurde das derart mit einer transparenten Abdeckschicht versehene künstlich patinierte Kupferblech erst 15 Minuten bei 100 °C und anschließend eine weitere Stunde bei 120 °C getrocknet.
  • Ein Versuch mit einem derart behandelten Kupferblech, wobei die chemische Beständigkeit über einen Zeitraum von fünf Minuten mit 0,5 molarer Salpetersäure bei Raumtemperatur getestet wurde, zeigten einen nur geringfügigen Angriff der Patinaschicht.
  • Die mechanische Beständigkeit wurde durch einen Reibversuch mit Stahlwolle getestet. Es wurde kein sichtbarer Abrieb festgestellt.
  • Schließlich wurde ein Biegetest in der Weise durchgeführt, daß eine enge Biegung um 90° durchgeführt wurde. Die Patinaschicht platzte hierbei nicht ab.
  • Insgesamt kann bezüglich des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellt werden, daß durch die aus Wasserglas und Hydroxylzellulose bestehende transparente Abdeckschicht die optische Erscheinung der künstlich patinierten Oberfläche des Kupferblechs nicht relevant verändert wird. Ferner werden die Abriebfestigkeit, die Verarbeitbarkeit usw. deutlich verbessert. Abplatzungen und Staubbildung sowie die damit verbundenen Probleme, wie z.B. Hautirritationen und Werkzeugkorrosion werden vermieden. Dennoch ist die Abdeckschicht hinreichend porös, um der künstlich erzeugten Patinaschicht noch innerhalb des erforderlichen Zeitraums in freier Atmosphäre den Reifeprozeß zu ermöglichen.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Stabilisierung einer auf einem Kupferblech erzeugten künstlichen Patinaschicht, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach der Erzeugung der Patinaschicht hierauf eine aus Wasserglas und Hydroxylzellulose bestehende transparente Abdeckschicht auf die Patinaschicht aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein künstlich patiniertes Kupferblech in eine Lösung aus Natrium- oder Kalium-Wasserglas und Hydroxylzellulose getaucht und anschließend getrocknet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein künstlich patiniertes Kupferblech mit einer Lösung aus Natrium- oder Kalium-Wasserglas sowie Hydroxylzellulose besprüht und dann getrocknet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung in einer eine Temperatur von etwa 20 °C bis 150 °C aufweisenden Atmosphäre durchgeführt wird.
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