ES2252757T3 - Chapa de acero inoxidable cubierta con un revestimiento protector soluble en alcalis. - Google Patents
Chapa de acero inoxidable cubierta con un revestimiento protector soluble en alcalis.Info
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Abstract
UNA HOJA DE ACERO INOXIDABLE QUE TIENE SOBRE SU SUPERFICIE UNA PELICULA PROTECTORA PARA PROTEGER LA SUPERFICIE DE LA HOJA DE ACERO INOXIDABLE CUANDO SE TRABAJO MEDIANTE PRESION. EL PELICULA PROTECTORA SE COMPONE DE UNA PELICULA DE REVESTIMIENTO PARA UNA CAPA INFERIOR Y DE UNA PELICULA DE REVESTIMIENTO PARA UNA CAPA SUPERIOR QUE SE FORMAN SUCESIVAMENTE SOBRE SU SUPERFICIE, ESTANDO LA PRIMERA FORMADA DE UNA RESINA ACRILICA MODIFICADA CON EPOXI OBTENIDA A BASE DE MODIFICAR UNA RESINA ACRILICA CON UN CONTENIDO DE ACIDO LIBRE DE 40 A 300 Y UNA TEMPERATURA DE TRANSICION A VIDRIO DE 0 (GRADOS) C A 20 (GRADOS) C CON UN OLIGOMERO EPOXI QUE TENGA UN PESO MOLECULAR DE 500 A 2.000, HASTA UN GRADO DE UN 3% EN MASA A UN 20% EN MAS Y LA ULTIMA COMPUESTA DE UNA RESINA ACRILICA CON UN CONTENIDO DE ACIDO LIBRE DE 40 A 300 Y UNA TEMPERATURA DE TRANSICION A VIDRIO DE 40 (GRADOS) C A 80 (GRADOS) C; TENIENDO LAS PELICULAS DE REVESTIMIENTO PARA LA CAPA SUPERIOR Y LA INFERIOR UN GROSOR TOTAL DE 1 MI M A 20 MI M.
Description
Chapa de acero inoxidable cubierta con un
revestimiento protector soluble en álcalis.
Este invento se refiere a una chapa de acero
inoxidable revestida con una película protectora, cuya película
protectora exhibe una resistencia superior al arrastre (o al rayado)
cuando se trabaja por compresión, y además se puede eliminar con
una solución alcalina después del prensado.
Las chapas de acero inoxidable tienen una
resistencia a la corrosión y una apariencia tan buenas que se usan
para muchas finalidades con su textura superficial tal como está,
como se observa en utensilios de cocina, materiales de construcción
y otros artículos. Dichas chapas de acero inoxidable, sin embargo,
tienen la desventaja de que cualquier cambio en el estado
superficial, una vez que se haya producido, tiende a ser muy
llamativo, incluso aunque sea parcial. Correspondientemente, cuando
se producen por prensado, p. ej. unos miembros que utilizan la
textura superficial de una chapa de acero inoxidable, tal como está,
una película protectora formada por una resina de cloruro de vinilo
se adhiere sobre la superficie con el fin de impedir el arrastre, es
decir un fenómeno en el que la superficie de la chapa de acero se
desgasta por abrasión a causa de su fricción con un molde. También,
puesto que la película protectora formada por una resina de cloruro
de vinilo tiene una lubricidad y una trabajabilidad insuficientes,
la chapa de acero inoxidable es trabajada después de que se haya
aplicado un aceite de prensado sobre la película protectora y,
después de que las películas protectoras se hayan desprendido
manualmente, las superficies de los productos obtenidos por el
tratamiento de trabajado se lavan con un disolvente de tipo
clorado, tal como tricloroetano, o con una solución acuosa de un
álcali.
Sin embargo, a causa de la insuficiente
lubricidad de la película protectora formada por la resina de
cloruro de vinilo, pueden producirse cortes parciales en la
película, cuando la chapa de acero inoxidable es trabajada por
prensado, tendiendo a causar el arrastre en la superficie de la
chapa de acero. También, necesita mucho trabajo, mucho tiempo y
muchos gastos la operación de desprender manualmente las películas
protectoras. Además, puesto que la parte que ha sido arrastrada por
el trabajo pasa a adhesión firme con la chapa de acero inoxidable,
las películas pueden romperse cuando se desprenden, o pueden no
desprenderse quedando en algunas partes. Correspondientemente, con
el fin de impedir en todo lo que sea posible que las películas se
corten cuando sean desprendidas, la película protectora es formada
con un gran espesor, realizándose que la película protectora debe
ser formada con un gran espesor incluso cuando se producen unos
miembros que no son trabajados tan rigurosamente por prensado,
dando como resultado un alto costo de los materiales. También, la
aplicación del aceite de prensado y su eliminación dan lugar a un
ambiente de trabajo malo.
Correspondientemente, con el fin de resolver
dichos problemas, se propone un método en el que, en vez de la
película protectora formada por una resina de cloruro de vinilo, una
solución acuosa o una dispersión acuosa que se compone de una
composición de una resina soluble en álcalis, compuesta
principalmente por una resina acrílica, se aplica como
revestimiento sobre la chapa de acero inoxidable para proporcionar
una película protectora formada por una resina acrílica. La chapa
de acero inoxidable, sobre la que se ha formado la película
protectora por este método, es trabajada para dar los miembros, y
después de esto los miembros obtenidos se tratan con una solución
alcalina para disolver películas protectoras, con el fin de
eliminarlas de esta manera, y por lo tanto es innecesario
desprender las películas protectoras. Por lo tanto, la película
protectora se puede formar sobre la chapa de acero inoxidable en un
estado de que la primera se adhiere firmemente a la última de
manera tal que no se provoca un desprendimiento cuando se trabaja
por prensado, y no se causa el arrastre. También, puesto que las
películas protectoras han sido disueltas enteramente por la solución
alcalina, las películas protectoras no quedan sin eliminar de
ninguna
manera.
manera.
Esta composición soluble en álcalis es una
composición que ha sido hecha soluble en un álcali por ajuste del
índice de ácido de una resina acrílica. Se sabe que su adhesión a
artículos que se han de proteger es controlada por un método para
controlarla en función de la temperatura de transición vítrea de la
resina acrílica, o por un método para controlarla mediante
modificación de la resina acrílica con un oligómero o prepolímero
de una resina diferente. Como un ejemplo, en el que una composición,
cuya adhesión es mejorada controlando la temperatura de transición
vítrea, se usa para formar la película protectora de una chapa de
acero inoxidable, se conoce una chapa de acero inoxidable sobre
cuya superficie se forman sucesivamente una película de
revestimiento de capa inferior con un espesor de 1 \mum a 60
\mum, formada por una resina acrílica que tiene un índice de
ácido de 40 a 400 y una temperatura de transición vítrea de -10ºC a
30ºC, y una película de revestimiento de capa superior con un
espesor de 3 \mum a 60 \mum, formada por una resina acrílica que
tiene un índice de ácido de 40 a 400 y una temperatura de
transición vítrea de 40ºC a 80ºC, y las películas de revestimiento
de capas superior e inferior tienen un espesor total de 5 \mum a
100 \mum (solicitud de patente japonesa puesta a disposición del
público Nº 8-156177).
Si se hace que una película de revestimiento de
una única capa tenga una adhesión más alta y una solubilidad más
alta en un álcali, la película puede resultar altamente pegajosa, de
manera tal que cause un apelmazamiento o bloqueo cuando se apilen
una sobre otra chapas de acero inoxidable, y también la chapa de
acero inoxidable puede mostrar una insuficiente resistencia al
arrastre cuando es trabajada por prensado. Por lo tanto, en la
anterior película protectora, las películas de revestimiento de capa
inferior y de capa superior son hechas solubles en álcalis, y en
este estado se hace que la película de revestimiento de capa
inferior tenga una temperatura de transición vítrea menor que la de
la película de revestimiento de capa superior, de manera tal que se
pueda mejorar la adhesión a la chapa de acero inoxidable. Sin
embargo, a causa de la adhesión y de la resistencia mecánica
todavía insuficientes de la película, la chapa de acero inoxidable
puede causar el arrastre cuando se la trabaje de una manera
rigurosa por prensado. También, puesto que la película protectora
es eliminada después del prensado y es expulsada, económicamente es
preferible hacer que el espesor de la película sea menor, pero a
causa de una baja resistencia de la película ha resultado difícil
hacer que el espesor sea mejor que 5 \mum.
Por lo pronto, como un ejemplo de una composición
en la que la resina acrílica es modificada con un oligómero o
prepolímero de una resina diferente para mejorar la adhesión, se
conoce una resina de acril-uretano que se obtiene
haciendo que una resina acrílica reaccione con un prepolímero que
tiene por lo menos un grupo isocianato activo y un grupo isocianato
bloqueado en la molécula, para producir una resina acrílica que
contiene un isocianato bloqueado, seguido por una adición de agua y
después de esto por una adición de un compuesto que contiene grupos
amino, para que reaccione con la resina acrílica que contiene un
isocianato bloqueado (solicitud de patente japonesa puesta a
disposición del público Nº 4-328173). Sin embargo,
cuando esta composición es aplicada para formar la película
protectora de la chapa de acero inoxidable, no se puede formar
ninguna película de revestimiento uniforme en el caso de películas
de revestimiento con un espesor menor que 3 \mum, y por lo tanto
ha resultado necesario formar películas de revestimiento con un
espesor mayor. Por esta razón, la composición se debe usar en una
gran cantidad por unidad de área, dando como resultado un aumento en
el costo para la película
protectora.
protectora.
Un objeto del presente invento es proporcionar
una chapa de acero inoxidable revestida con una película protectora
soluble en álcalis, que ha sido mejorada en la adhesión de la
película protectora, de manera tal que no se cause ningún arrastre
ni siquiera cuando se le trabaje por un riguroso prensado.
Otro objeto del presente invento es proporcionar
una chapa de acero inoxidable revestida con una película protectora
soluble en álcalis, que no pueda causar ningún arrastre en la chapa
de acero inoxidable ni siquiera cuando la película ses formada con
un espesor pequeño.
Todavía otro objeto del presente invento es
proporcionar una chapa de acero inoxidable revestida con una
película protectora soluble en álcalis, que tenga una película de
revestimiento uniforme incluso cuando sea formada como una delgada
película de 3 \mum o menos.
La chapa de acero inoxidable revestida con una
película protectora, del presente invento, comprende una chapa de
acero inoxidable y, formadas sucesivamente sobre su superficie, i)
una película de revestimiento de capa inferior formada por una
resina acrílica modificada con un epóxido, que se ha obtenido
modificando una resina acrílica, que tiene un índice de ácido de 40
a 300 y una temperatura de transición vítrea de 0ºC a 20ºC, con un
oligómero epoxídico que tiene un peso molecular de 500 a 2.000, en
una proporción de 3% en masa a 20% en masa, y ii) una película de
revestimiento de capa superior formada por una resina acrílica que
tiene un índice de ácido de 40 a 300 y una temperatura de
transición vítrea de 40ºC a 80ºC; teniendo las películas de
revestimiento de capas superior e inferior un espesor total de desde
1 \mum a 20 \mum.
Con el fin de conferir a la película protectora
una adhesión a la película de revestimiento y una solubilidad en
álcalis, es ventajoso hacer que la película protectora tenga una
estructura de doble capa, como se describe en la solicitud de
patente japonesa puesta a disposición del público Nº
8-156177. Correspondientemente, los autores del
presente invento hicieron diversos estudios con el fin de mejorar la
resistencia al arrastre cuando se trabaje por prensado. Como
resultado de esto, han descubierto que la resistencia al arrastre es
mejorada cuando la resina acrílica ha sido modificada con un
epóxido. La Tabla 1 muestra los resultados obtenidos cuando resinas
acrílicas modificadas con epóxidos, obtenidas haciendo que una
resina acrílica que tiene un índice de ácido de 100 y una
temperatura de transición vítrea de 10ºC, sintetizada por
copolimerización de metacrilato de metilo, acrilato de butilo y
ácido metacrílico, cambiando la proporción de los respectivos
componentes, reaccione con oligómeros epoxídicos que tengan
diferentes pesos moleculares, se aplicaron como revestimiento sobre
la superficie de chapas de acero inoxidable, seguido por una
desecación, y las películas de revestimiento formadas se ensayaron
para examinar su disolución por una solución acuosa de un álcali, la
adhesión de la película de revestimiento, la resistencia al
arrastre y la resistencia al apelmazamiento. Tal como se observa a
partir de esto, la resistencia al arrastre es mejorada cuando se
usan resinas acrílicas modificadas por epóxido, que han sido
modificadas con oligómeros epoxídicos que tienen unos pesos
moleculares de 500 a 2.000. Las propiedades de las películas de
revestimiento, mostradas en la Tabla 1, se ensayan y evalúan por los
métodos descritos posteriormente en el Ejemplo 1.
| Oligómero epoxídico | ||||||
| Película de revestimiento | ||||||
| Peso | Grado de | Resistencia | Resistencia al | |||
| Nº | molecular | modificación | Solubilidad | Adhesión | al arrastre | apelmazamiento |
| 1 | \; 400 | 20 | A | A | B | B |
| 2 | \; 500 | 20 | A | AA | A | B |
| 3 | \; 800 | 3 | AA | AA | A | B |
| 4 | \; 800 | 20 | A | AA | A | B |
| 5 | 1.000 | 1 | AA | A | B | B |
| 6 | 1.000 | 3 | AA | AA | A | B |
| 7 | 1.000 | 5 | AA | AA | A | B |
| 8 | 1.000 | 10 | AA | AA | A | B |
| 9 | 1.000 | 15 | A | AA | A | B |
| 10 | 1.000 | 20 | A | AA | A | B |
| 11 | 1.000 | 25 | C | AA | A | B |
| 12 | 1.200 | 3 | AA | AA | A | B |
| 13 | 1.200 | 10 | AA | AA | A | B |
| 14 | 1.600 | 3 | A | AA | A | B |
| 15 | 2.000 | 3 | A | AA | A | B |
| 16 | 2.400 | 3 | C | AA | A | B |
| Observaciones: | ||||||
| (1) El grado de modificación con un oligómero epoxídico se indica como % en masa. | ||||||
| (2) Las películas de revestimiento tienen cada una un espesor de 10 \mum. |
\vskip1.000000\baselineskip
En el presente invento, basándose en los
precedentes hallazgos, las películas de revestimiento de capas
superior e inferior son formadas ambas usando unos materiales que
tienen unos grandes índices de ácido, como en los casos
convencionales, la película de revestimiento de capa inferior es
formada por una resina acrílica modificada por un epóxido que tiene
una menor temperatura de transición vítrea, que ha sido modificada
en un grado de 3 a 20% en masa, y la película de revestimiento de
capa superior es formada por una resina acrílica que tiene una más
alta temperatura de transición vítrea, para armonizar de esta manera
la solubilidad de las películas de revestimiento en una solución
acuosa de un álcali, la resistencia al arrastre y la resistencia al
apelmazamien-
to.
to.
En el presente invento, la película de
revestimiento de capa inferior es una película formada por una
resina acrílica modificada por un epóxido, que se ha obtenido
modificando una resina acrílica que tiene un índice de ácido de 40
a 300 y una temperatura de transición vítrea de 0ºC a 20ºC con un
oligómero epoxídico en un grado de 3 a 20% en masa. Se define que
el índice de ácido es de 40 a 300, puesto que, si es menor que 40,
resulta difícil eliminar la película de revestimiento por disolución
con una solución acuosa de un álcali, y si es mayor que 300, la
resistencia mecánica de la película de revestimiento puede disminuir
la posibilidad de que las películas de revestimiento sean
eliminadas por rascado cuando se las trabaje. Con el fin de
armonizar la solubilidad en álcalis y la resistencia de las
películas de revestimiento, el índice de ácido puede ser ajustado
preferiblemente dentro del intervalo de 100 a 300. Aquí, el índice
de ácido se refiere al número de miligramos de hidróxido de potasio
que se necesitan para neutralizar un ácido graso libre contenido en
1 g de la solución de resina acrílica. Se define que la temperatura
de transición vítrea es de 0 a 20ºC, puesto que si es menor que
0ºC, la película de revestimiento puede tener una resistencia
mecánica insuficiente a la temperatura ambiente causando una
disminución de la resistencia al arrastre y, si es mayor que 20ºC,
no se puede obtener una alta adhesión. También, la resistencia al
apelmazamiento puede ser mejorada todavía más cuando la resina
acrílica tiene una temperatura de transición vítrea de 10 a
20ºC.
20ºC.
Se define que el peso molecular del oligómero
epoxídico, que se usa para modificar la resina acrílica es de 500 a
2.000, puesto que, si es menor que 500, la resistencia al arrastre
puede resultar insatisfactoria y, si es mayor que 2.000, se puede
deteriorar la solubilidad en álcalis. Se define que el grado de
modificación con un epóxido es de 3 a 20% en masa, puesto que, si
es menor que 3% en masa, no se puede obtener una suficiente
resistencia al arrastre y, si es mayor que 20% en masa, se puede
deteriorar la solubilidad en álcalis. Con el fin de armonizar la
resistencia al arrastre y la solubilidad en álcalis, el oligómero
epoxídico puede tener preferiblemente un peso molecular de 800 a
1.200 y puede estar modificado en un grado de 3 a 10% en masa.
Diversos métodos están disponibles como métodos
mediante los cuales la resina acrílica, que tiene un índice de
ácido de 40 a 300 y una temperatura de transición vítrea de 0ºC a
20ºC, es modificada con el oligómero epoxídico que tiene un peso
molecular de 500 a 2.000, en un grado de 3 a 20% en masa. Los
métodos pueden ser tipificados por un método en el que primeramente
se sintetiza la resina acrílica que tiene un índice de ácido de 40
a 300 y una temperatura de transición vítrea de 0 a 20ºC, y luego se
añade el oligómero epoxídico que tiene un peso molecular de 500 a
2.000, seguidamente se añade una amina y después de esto la mezcla
obtenida se calienta a aproximadamente 100ºC para permitir que los
grupos carboxilo de la resina acrílica reaccionen con grupos
epóxido del oligómero epoxídico, y por un método en el que grupos
epoxi del oligómero epoxídico se hacen reaccionar con un compuesto
carboxílico que tiene un enlace insaturado, p. ej. ácido acrílico,
ácido metacrílico, anhídrido de ácido maleico o un ácido graso
insaturado, seguido por una polimerización mientras que se añade
gota a gota un monómero
acrílico.
acrílico.
La película de revestimiento de capa superior se
forma usando una resina acrílica que tiene un índice de ácido de 40
a 300 y una temperatura de transición vítrea de 40ºC a 80ºC. Se
define que el índice de ácido es de 40 a 300 por la misma razón que
en el caso de la película de revestimiento de capa inferior. Al
mismo tiempo, se define que la temperatura de transición vítrea es
de 40 a 80ºC, puesto que, si es menor que 40ºC, la película de
revestimiento puede también resultar pegajosa cuando la temperatura
suba en la estación del verano, en la que la temperatura en las
fábricas puede subir hasta aproximadamente 40ºC y, si es mayor que
80ºC, la película de revestimiento puede resultar frágil, y puede
agrietarse o desprenderse cuando se forman las películas.
Si la película de revestimiento de capa inferior
y la película de revestimiento de capa superior tienen un espesor
total menor que 1 \mum, no se puede impedir que la superficie de
acero inoxidable sea arrastrada cuando se trabaja por prensado. Si
tienen un espesor total mayor que 20 \mum, las películas de
revestimiento se pueden eliminar por rascado por un molde en una
cantidad muy grande, por lo que el molde puede tener que ser
reparado frecuentemente, dando como resultado una disminución de la
productividad. Por consiguiente, pueden tener preferiblemente un
espesor total de 1 a 20 \mum y más preferiblemente de 1 a 5
\mum. Cuando la película de revestimiento de capa inferior tiene
una menor temperatura de transición vítrea, se puede hacer que la
película de revestimiento de capa superior tenga un espesor mayor en
al menos 1/2 del que tiene la película de revestimiento de capa
inferior, con lo que se puede mejorar la resistencia al
arrastre.
La Figura 1 es una vista en sección transversal
de un molde de ensayo de arrastre de bolitas, usado en un ensayo de
resistencia al arrastre de películas de revestimiento hecho en el
Ejemplo 1.
Las resinas acrílicas usadas en las películas de
revestimiento de capa inferior y de capa superior pueden ser
polímeros o copolímeros de ácido acrílico y/o de ácido metacrílico,
o copolímeros de cualesquiera de estos monómeros con un acrilato,
un metacrilato o compuesto similar añadido opcionalmente, cuyo
índice de ácido y cuya temperatura de transición vítrea se han
controlado por medio del grado de polimerización y los componentes
de la copolimerización. Aquí, el acrilato o metacrilato puede
incluir acrilato o metacrilato de metilo, acrilato o metacrilato de
etilo, acrilato o metacrilato de butilo y acrilato de
2-etil-hexilo. Los monómeros para
copolimerización se pueden copolimerizar adicionalmente con
monómeros copolimerizables con un acrilato o metacrilato, que se
ilustra por estireno, acrilonitrilo, acrilamida, butadieno y acetato
de vinilo.
A la película de revestimiento de capa superior
se le puede añadir como lubricante un polvo de resina con un alto
grado de polimerización. Esto produce una mejoría en la lubricidad,
permitiendo trabajar sin aplicación de ningún aceite, por lo que se
pueden omitir una operación de engrasado y una operación de
desengrasado, y también se puede mejorar la resistencia al
arrastre. Sin embargo, si el polvo de resina se añade en una
proporción menor que 1% en masa, la lubricidad puede ser peor que
en el caso en el que se emplee un aceite de prensado, y si se añade
en una proporción mayor que 25% en masa, el polvo puede resultar
dispersado en una solución para tratamiento, con dificultades para
formar un gel. Por lo tanto, el polvo de resina se puede añadir en
una proporción de 1 a 25% en masa, y preferiblemente de 1 a 10% en
peso teniendo en cuenta la estabilidad a largo plazo de la emulsión
para tratamiento. Si el polvo de resina tiene un diámetro medio de
partículas menor que 0,1 \mum, la película de revestimiento puede
tener un menor coeficiente de fricción, pero puede no tener tanta
lubricidad. Si tiene un diámetro medio de partículas mayor que 10
\mum, el polvo de resina puede resultar eliminado cuando se
trabaja y puede no exhibir ninguna lubricidad. Por lo tanto, el
polvo de resina puede tener un diámetro medio de partículas de 0,1
a
10 \mum.
10 \mum.
El polvo de resina puede incluir, pero no estar
limitado particularmente a, polvos de resinas fluoradas, resinas de
polietileno o resinas de poliéster. Cualquiera de estos polvos de
resinas se puede usar a solas o en combinación, o se puede mezclar
en masa fundida. Con el fin de mejorar la lubricidad de las
películas de revestimiento, se pueden usar preferiblemente un polvo
de resina fluorada, que tiene una buena lubricidad, y un polvo de
resina de polietileno, que puede deformarse con dificultades bajo
una alta presión superficial, en la forma de una mezcla.
Para formar las películas de revestimiento de
capa inferior y de capa superior sobre la superficie de la chapa de
acero inoxidable, una emulsión de la resina acrílica modificada por
un epóxido puede ser aplicada como revestimiento mediante un
proceso de revestir que puede formar una película de revestimiento
uniforme, p. ej. un proceso de revestimiento con rodillos, seguido
por una desecación, y después de esto una emulsión de la resina
acrílica, que tiene un índice de ácido de 40 a 300 y una temperatura
de transición vítrea de 40ºC a 80ºC, se puede aplicar similarmente
como revestimiento sobre ella, seguido por una desecación.
Una pluralidad de emulsiones para tratamiento a
base de resinas acrílicas, que tenían diferentes índices de ácido y
diferentes temperaturas de transición vítrea, se prepararon
copolimerizando metacrilato de metilo, acrilato de butilo y ácido
metacrílico, cambiando las proporciones de los respectivos
componentes. Después de esto, entre éstas, las que tenían menores
temperaturas de transición vítrea, se hicieron reaccionar con
oligómeros epoxídicos de bisfenol-A de manera tal
que fueron modificadas por epóxidos. Seguidamente, cada una de las
emulsiones de resinas acrílicas modificadas por epóxidos, así
obtenidas, se aplicó como revestimiento sobre la superficie de una
chapa de acero inoxidable (tipo de acero: SUS304; acabado: BA;
espesor de la chapa: 0,6 mm) por medio de un aparato revestidor de
barras, seguido por una desecación en una estufa para formar una
película de revestimiento de capa inferior. Después de esto, cada
una de unas resinas acrílicas, que tenían unas temperaturas de
transición vítrea mayores que las resinas acrílicas que no habían
sido modificadas por epóxidos, se aplicó similarmente como
revestimiento sobre la película de revestimiento de capa inferior,
seguido por una desecación para formar una película de
revestimiento de capa superior. Las chapas de acero inoxidable
revestidas, así obtenidas, que tenían unas películas de
revestimiento de resinas acrílicas, fueron tal como se muestran en
las Tablas 2 y 3.
Luego, se examinaron estas chapas de acero acerca
de las siguientes propiedades. Los resultados obtenidos se muestran
en la Tabla 4.
Se sumergieron unas piezas de ensayo en una
solución acuosa de NaOH (pH: 12; temperatura del líquido: 40ºC), y
las que necesitaron menos de 2 minutos hasta que se hubieran
disuelto completamente sus películas de revestimiento se evaluaron
como "A"; las que necesitaron desde 2 minutos hasta menos de 5
minutos, se evaluaron como "B"; y las que necesitaron 5
minutos o más, se evaluaron como "C".
Se sometieron unas piezas de ensayo a un ensayo
de impacto de Du Pont (altura de caída de una pesa: 500 mm; peso de
la pesa: 500 g), y un ensayo de aplicación de cinta, en el que una
cinta de celofán fue primeramente pegada a partes convexas y luego
despegada. Las que tenían una retención de la película de
revestimiento de 80% o más, se evaluaron como "AA"; las que
tenían una retención desde 60% hasta menos de 80%, se evaluaron
como "A"; las que tenían una retención desde 40% hasta menos
de 60%, se evaluaron como "B"; las que tenían una retención
desde 20% hasta menos de 40%, se evaluaron como "C"; y las
que tenían una retención de menos que 20%, se evaluaron como
"CC".
Se sometieron unas piezas de ensayo (de 30 mm x
250 mm) a un ensayo de arrastre de bolitas como se muestra en la
Figura 1 (presión aplicada: 1.500 N; velocidad de arrastre: 8,3 x
10^{-2} m/s). Las que tenían una retención de la película de
revestimiento de 80% o más en las partes ensayadas se evaluaron
como "AA"; las que tenían una retención desde 60% hasta menos
de 80%, se evaluaron como "A"; las que tenían una retención
desde 40% hasta menos de 60%, se evaluaron como "B"; las que
tenían una retención desde 20% hasta menos de 40%, se evaluaron
como "C"; y las que tenían una retención de menos que 20%, se
evaluaron como "CC".
Se superpusieron unas piezas de ensayo de una
manera en que sus caras de la película protectora fueron colocadas
juntas y se dejaron permanecer durante 24 horas a una temperatura de
40ºC mediando aplicación de una presión de 1.200 N/cm^{2}. Las
piezas de ensayo que se separaron de un modo natural después de esto
se evaluaron como "AA"; las que se separaron de una manera
forzada y en las que las películas de revestimiento no se
desprenden, se evaluaron como "A"; aquellas en las que las
películas de revestimiento se habían desprendido parcialmente, se
evaluaron como "B"; y aquellas en las que las películas de
revestimiento se desprendieron totalmente a causa del
apelmazamiento, se evaluaron como "C".
| Película de revestimiento de capa inferior | |||||
| Resina acrílica | |||||
| Temperatura de | Peso molecular del | Modificación | |||
| Muestra Nº | Índice de ácido | transición vítrea | oligómero epoxídico | con epóxido | Espesor |
| (ºC) | (% en masa) | (\mum) | |||
| Ejemplo | |||||
| 1 | 100 | 0 | 1.000 | 10 | 5 |
| 2 | 100 | 10 | 1.000 | 3 | 0,5 |
| 3 | 100 | 20 | 2.000 | 15 | 2 |
| 4 | 200 | 20 | 800 | 10 | 4 |
| 5 | 300 | 10 | 1.000 | 5 | 4 |
| 6 | 300 | 20 | 1.200 | 5 | 10 |
| 7 | 40 | 0 | 500 | 20 | 6 |
| 8 | 40 | 10 | 800 | 10 | 10 |
| Ejemplo comparativo | |||||
| 1 | 100 | 10 | - | - | 10 |
| 2 | 100 | 0 | 2.000 | 25 | 0,2 |
| 3 | 100 | 10 | 2.400 | 1 | 10 |
| 4 | 35 | 10 | 400 | 20 | 5 |
| 5 | 100 | 30 | 2.000 | 20 | 6 |
| 6 | 400 | 10 | 1.000 | 10 | 5 |
| 7 | 100 | 20 | 2.000 | 10 | 5 |
| 8 | 100 | -10 | 1.000 | 10 | 15 |
| 9 | 100 | 10 | 1.000 | 10 | 20 |
| Película de revestimiento de capa superior | ||||
| Resina acrílica | ||||
| Muestra | Índice de | Temperatura de | Espesor total de las películas de revestimiento | |
| Nº | ácido | transición vítrea | Espesor | de capa superior y de capa inferior |
| (ºC) | (\mum) | (\mum) | ||
| Ejemplo | ||||
| 1 | 100 | 40 | 3 | 8 |
| 2 | 100 | 40 | 0,5 | 1 |
| 3 | 100 | 80 | 3 | 5 |
| 4 | 200 | 45 | 1 | 5 |
| 5 | 300 | 60 | 2 | 10 |
| 6 | 300 | 50 | 5 | 15 |
| 7 | 40 | 40 | 2 | 8 |
| 8 | 40 | 40 | 10 | 20 |
| Ejemplo comparativo | ||||
| 1 | 100 | 40 | 10 | 20 |
| 2 | 100 | 30 | 0,2 | 0,4 |
| 3 | 100 | 40 | 5 | 15 |
| 4 | 35 | 30 | 10 | 15 |
| 5 | 100 | 80 | 4 | 10 |
| 6 | 400 | 40 | 2 | 7 |
| 7 | 100 | 85 | 10 | 15 |
| 8 | 100 | 40 | 5 | 20 |
| 9 | 100 | 40 | 5 | 25 |
| Solubilidad de | Adhesión de | |||
| Muestra | la película de | la película de | Resistencia al | Resistencia al |
| Nº | revestimiento | revestimiento | arrastre | apelmazamiento |
| Ejemplo | ||||
| 1 | AA | AA | A | AA |
| 2 | AA | AA | AA | AA |
| 3 | A | AA | AA | AA |
| 4 | AA | AA | AA | AA |
| 5 | A | AA | A | AA |
| 6 | AA | AA | A | AA |
| 7 | A | AA | A | A |
| 8 | A | AA | A | AA |
| Ejemplo comparativo | ||||
| 1 | AA | A | B | AA |
| 2 | C | AA | B | C |
| 3 | C | A | B | AA |
| 4 | C | A | B | B |
| 5 | A | A | B | AA |
| 6 | AA | AA | B | AA |
| 7 | La evaluación fue imposible a causa de las grietas producidas en las películas de revestimiento | |||
| 8 | AA | AA | B | A |
| 9 | AA | AA | B | AA |
Se copolimerizaron metacrilato de metilo,
acrilato de butilo y ácido metacrílico para sintetizar una resina
acrílica que tenía un índice de ácido de 100 y una temperatura de
transición vítrea de 100ºC. Se dejó que esta resina acrílica
reaccionase con un oligómero epoxídico que tenía un peso molecular
de 1.000, para obtener una resina acrílica modificada con un
epóxido, que había sido modificada en un grado de 10% en masa.
Luego, una emulsión para tratamiento de esta resina se aplicó como
revestimiento sobre la superficie de las mismas chapas de acero
inoxidable que se usaron en el Ejemplo 1, por medio de un aparato
revestidor de barras, seguido por desecación en una estufa para
formar sobre cada chapa de acero una película de revestimiento de
capa inferior con un espesor de capa de 5 \mum. Después de esto,
se copolimerizaron metacrilato de metilo, acrilato de butilo y
ácido metacrílico para sintetizar una resina acrílica que tenía un
índice de ácido de 100 y una temperatura de transición vítrea de
40ºC. A las emulsiones para tratamiento obtenidas se les añadió (o
añadieron) un polvo de una resina de polietileno y/o un polvo de
una resina fluorada, y las mezclas obtenidas se dejaron permanecer
en una atmósfera de 40ºC durante 10 días o 20 días. Después de haber
salido, las emulsiones para tratamiento obtenidas se aplicaron
cada una como revestimiento sobre la película de revestimiento de
capa inferior de la misma manera que en la anterior, seguido por
una desecación para formar cada película de revestimiento de capa
superior. La Tabla 5 muestra las emulsiones para tratamiento usadas
para la película de revestimiento de capa superior, y muestra
también los resultados de los siguientes ensayos realizados con las
chapas de acero inoxidable revestidas con películas de
revestimiento a base de resinas acrílicas, que así se
obtuvieron.
Las emulsiones para tratamiento de resinas
acrílicas para la película de revestimiento de capa superior se
encerraron herméticamente dentro de recipientes de vidrio, y las que
ni se espesaron ni se gelificaron ni siquiera cuando se dejaron
reposar en una atmósfera de 40ºC durante 20 días, se evaluaron como
"AA"; las que ni se espesaron ni se gelificaron durante los
primeros 10 días, se evaluaron como "A"; y las que se espesaron
o gelificaron antes del transcurso de 10 días, se evaluaron como
"C".
Usando piezas de ensayo en forma de discos, se
ensayó el arrastre de un cilindro (diámetro del punzón: 40 mm;
relación de arrastre: 2,35; fuerza de retención de la pieza en
bruto: 2,5 x 10^{4} N). En lo que se refiere a los diámetros de
las piezas de ensayo antes de trabajarlas como L_{1} y al diámetro
medio de las piezas de ensayo después de trabajarlas como L_{2},
aquellas en las que la relación L_{2}/L_{1} era menor que 0,88
se evaluaron como "AA"; aquellas en las que la relación era
desde 0,88 hasta menos que 9,90 se evaluaron como "A";
aquellas en las que la relación era desde 0,90 hasta menos que 0,94
se evaluaron como "B"; y aquellas en las que la relación era
de 0,94
\hbox{o más se evaluaron como C .}
Se evaluó de la misma manera que en el Ejemplo
1.
| Película de revestimiento de capa superior | ||||||||
| Polvo de resina | ||||||||
| Espesor total | ||||||||
| Diámetro | de las capas | |||||||
| Muestra | medio de | superior e | Estabilidad de | Resistencia | ||||
| Nº | Tipo | Cantidad | partículas | Espesor | inferior | la emulsión | Trabajabilidad | al arrastre |
| (% en masa) | (\mum) | (\mum) | (\mum) | |||||
| 11 | I | 5 | 0,1 | 2 | 7 | AA | A | AA |
| 12 | II | 10 | 0,5 | 3 | 8 | AA | A | AA |
| 13 | III | 1 | 2 | 7 | 12 | AA | AA | AA |
| 14 | III | 2 | 4 | 10 | 15 | AA | AA | AA |
| 15 | III | 5 | 1 | 3 | 8 | AA | AA | AA |
| 16 | III | 10 | 1,5 | 5 | 10 | AA | AA | AA |
| 17 | III | 25 | 10 | 15 | 20 | A | AA | AA |
| 11 | I | 30 | 1 | (*2) | - | C | - | - |
| 12 | II | 10 | 0,01 | 2 | 7 | AA | B | A |
| 13 | III | 10 | 0,05 | 3 | 8 | AA | B | A |
| 14 | III | 25 | 13 | 3 | 8 | A | B | A |
| 15 | III | 0,5 | 1 | 5 | 10 | AA | B | A |
| 16 | III | 30 | 4 | (*2) | - | C | - | - |
| 17 | - | 0 | - | 5 | 10 | AA | B | A |
| Observaciones: | ||||||||
| (1) \begin{minipage}[t]{155mm}En el renglón de "polvo de resina", I: polvo de resina de polietileno; II: polvo de resina fluorada; y III: una mezcla 9/1 (relación en peso) de un polvo de resina de polietileno y un polvo de resina fluorada.\end{minipage} | ||||||||
| (2) \begin{minipage}[t]{155mm}*2): Las emulsiones para tratamiento de los Ejemplos comparativos 11 y 16 se gelificaron y eran difíciles de aplicar como revestimiento.\end{minipage} |
Claims (3)
1. Una chapa de acero inoxidable
revestida con una película protectora soluble en álcalis, que
comprende una chapa de acero inoxidable y, formadas sucesivamente
sobre su superficie, i) una película de revestimiento de capa
inferior, formada por una resina acrílica modificada por un epóxido,
que se ha obtenido por modificación de una resina acrílica, que
tiene un índice de ácido de 40 a 300 y una temperatura de transición
vítrea de 0ºC a 20ºC, con un oligómero epoxídico que tiene un peso
molecular de 500 a 2.000, en un grado de desde 3% en masa a 20% en
masa, y ii) una película de revestimiento de capa superior formada
por una resina acrílica, que tiene un índice de ácido de 40 a 300 y
una temperatura de transición vítrea de 40ºC a 80ºC; teniendo las
películas de revestimiento de capas superior e inferior un espesor
total de desde 1 \mum a 20 \mum.
2. La chapa de acero inoxidable revestida
con una película protectora soluble en álcalis, de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicha resina acrílica para la película
de revestimiento de capa inferior y para la película de
revestimiento de capa inferior es un polímero de ácido acrílico y/o
de ácido metacrílico, o un copolímero de por lo menos uno de estos
monómeros con un acrilato y/o un metacrilato.
3. La chapa de acero inoxidable revestida
con una película protectora soluble en álcalis, de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dicha película de revestimiento de capa
superior, situada sobre la chapa de acero inoxidable, contiene de
1% en masa a 25% en masa de un polvo de resina con un alto grado
de polimerización, que tiene un diámetro medio de partículas de 0,1
\mum a 10 \mum.
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