ES2621216T3 - Procedimiento para la producción de pieza o chapa de acero esmaltado - Google Patents

Abstract

Una pieza o chapa de acero revestida en uno o ambos lados con un revestimiento que consta de una matriz de polímero en la cual se dispersan homogéneamente partículas de cerámica no oxídica, estando el peso de revestimiento de dichas partículas entre 0,001 y 0,250 g/m2, estando el punto de fusión de dicha cerámica no oxídica por encima de 600 ºC, estando el diámetro medio D50 de dichas partículas entre 0,01 y 3 μm, siendo la composición de dicha pieza o chapa de acero adecuada para el esmaltado y quemándose dicho polímero, cuando se calienta de la temperatura ambiente a 800 ºC en aire, a más del 80% en peso a 440 ºC y quemándose por completo a 600 ºC.

Description

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Procedimiento para la produccion de pieza o chapa de acero esmaltado.

[0001] La presente invencion se refiere a una pieza o chapa de acero cuya composicion es adecuada para el

esmaltado y que esta revestida en uno o ambos lados con un revestimiento que consta de una matriz de polfmero en la cual se dispersan homogeneamente partfculas de ceramica no oxfdica y el uso de esta pieza o chapa de acero revestida para producir una pieza o chapa de acero esmaltado.

[0002] Se refiere tambien a un procedimiento de fabricacion de una pieza o chapa de acero revestida con una

capa de esmalte base y una capa adicional opcional de esmalte base de revestimiento blanco o de color claro que tiene una adhesion elevada con respecto al acero.

[0003] La proteccion de superficies metalicas por aplicacion de una capa de esmalte es bien conocida y se utiliza ampliamente debido a su resistencia a las altas temperaturas y porque da a la superficie una proteccion contra la agresion qufmica.

[0004] Los productos esmaltados se utilizan ampliamente de este modo en diferentes aplicaciones tales como en lavadoras, aparatos sanitarios, conjunto de cocina, aparatos domesticos asf como materiales de construccion exteriores.

[0005] El procedimiento convencional para la produccion de chapa de acero esmaltado con una elevada adhesion entre la chapa de acero y el revestimiento de esmalte comprende la aplicacion a la chapa de acero de una capa de esmalte que contiene oxidos de promocion de adherencia tales como los oxidos de cobalto, nfquel, cobre, hierro, manganeso, antimonio o molibdeno. Este tipo de esmalte se denomina “esmalte base”.

[0006] La adhesion del esmalte base en acero se obtiene, por coccion de 780 a 860 °C durante 3 a 8 min, a traves de reaccion qufmica de reduccion de oxido entre los elementos del acero, tales como el carbono y oxidos de promocion de adherencia del esmalte base.

[0007] No obstante, el tiempo y la temperatura requeridos para cocer el esmalte ya no coinciden con los requisitos industriales actuales.

[0008] US2003/031797 describe ya un procedimiento de esmaltado de una pieza de metal que comprende la

aplicacion de una emulsion de polfmero y una composicion de esmaltado lfquido para evitar cualquier operacion de desengrasado. Se conoce tambien a partir de GB1221836 anadir partfculas ceramicas no oxfdicas en polfmeros de oxido poliarileno para controlar su tendencia a hundirse bajo condiciones de revestimiento y curado.

[0009] El objeto de la presente invencion es por tanto remediar los inconvenientes ya mencionados y proporcionar un procedimiento para producir una pieza o chapa de acero esmaltado, que permite una disminucion del consumo de energfa mediante la disminucion de la temperatura de coccion por 10 a 40 °C en comparacion con temperaturas de coccion convencionales y un incremento de la productividad mediante la disminucion del tiempo de coccion por 1 a 3 min en comparacion con los tiempos de coccion convencionales, mientras se mantiene tanto una buena adhesion como aspecto de la superficie de la capa de esmalte.

[0010] El objeto de la invencion es por tanto un procedimiento de esmaltado de una pieza o chapa de acero que comprende los pasos que consisten en:

- aplicacion en uno o ambos lados de una chapa de acero cuya composicion es adecuada para el esmaltado, de una capa de formulacion que comprende de 0,008 a 5% en peso de partfculas de ceramica no oxfdica cuyo punto de fusion esta por encima de 600 °C, un solvente opcional, siendo el equilibrio un polfmero que, cuando se calienta de la temperatura ambiente a 800 °C en aire, se quema en mas del 80% en peso a 440 °C y se quema por completo a 600 °C,

- curado de dicha capa para obtener un revestimiento de polfmero en el cual se dispersan homogeneamente las partfculas de ceramica no oxfdica,

- sometimiento opcional de dicha chapa de acero revestido a una operacion de formacion con el fin de obtener una pieza,

- aplicacion a dicho revestimiento de polfmero de una capa de esmalte base y opcionalmente una capa adicional de esmalte base de revestimiento blanco o de color claro, a continuacion

- sometimiento de dicho esmalte base y opcionalmente dicho esmalte base de revestimiento blanco o de color claro a coccion para obtener una pieza o chapa de acero esmaltado.

[0011] El procedimiento segun la invencion es ventajoso no solo porque se consigue una disminucion de la

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temperatura y el tiempo de coccion sino tambien porque la preparacion ambiental hostil de la chapa de acero, antes y despues de la aplicacion de la formulacion, y antes del esmaltado, tal como el decapado intensivo con soluciones acidas y/o niquelado no se requiere.

[0012] Una pieza o chapa de acero cuya composicion es adecuada para el esmaltado se define segun el estandar europeo EN 10209 y se caracteriza por un contenido bajo en carbono, generalmente menor del 0,08% en peso, con el fin de evitar la formacion de burbujas durante la coccion del esmalte. De este modo, el grado de acero bajo en carbono con un contenido en carbono menor del 0,08% en peso, un grado de acero ultra-bajo en carbono con un contenido en carbono menor del 0,005% en peso y acero libre de intersticios Ti con un contenido en carbono menor del 0,02% en peso se puede considerar para llevar a cabo la presente invencion.

[0013] Un segundo objeto de la invencion es una pieza o chapa de acero revestida en uno o ambos lados con un revestimiento que consta de una matriz de polfmero en la cual se dispersan homogeneamente partfculas de ceramica no oxfdica, estando el peso de revestimiento de dichas partfculas entre 0,001 y 0,250 g/m2, estando el punto de fusion de dicha ceramica no oxfdica por encima de 600 °C, siendo la composicion de dicha pieza o chapa de acero adecuada para el esmaltado y quemandose dicho polfmero, cuando se calienta de la temperatura ambiente a 800 °C en aire, a mas del 80% en peso a 440 °C y quemandose por completo a 600 °C.

[0014] Finalmente un tercer objeto de la invencion es el uso de dicha pieza o chapa de acero revestida para la produccion de una pieza o chapa de acero esmaltada.

[0015] Despues del laminado en caliente y el laminado en frfo, una chapa de acero cuya composicion es adecuada para el esmaltado se desengrasa simplemente con el fin de eliminar todos los restos de lubricante y se reviste en uno o ambos lados con una capa de formulacion que comprende del 0,008 al 5% en peso de partfculas de ceramica no oxfdica cuyo punto de fusion esta por encima de 600 °C, un solvente opcional, siendo el equilibrio un polfmero que, cuando se calienta de la temperatura ambiente a 800 °C en aire, se quema en mas del 80% en peso a 440 °C y se quema por completo a 600 °C.

[0016] La aplicacion de dicha formulacion se puede llevar a cabo de una manera convencional, por ejemplo por esmaltado, revestimiento por rodillos o pulverizacion.

[0017] A continuacion, dicha chapa de acero revestida con dicha capa de formulacion se cura para obtener una chapa de acero revestida con un revestimiento de polfmero en el cual se dispersan homogeneamente las partfculas de ceramica no oxfdica.

[0018] Dicho polfmero puede ser por ejemplo poliester, poliacrflico, poliuretano, polietileno, polipropileno o las mezclas de los mismos.

[0019] En una realizacion de la invencion, el polfmero puede ser un polfmero curable por radiacion y la formulacion esta libre de solvente.

[0020] El curado de dicho polfmero curable por radiacion se lleva a cabo de este modo mediante la exposicion de la capa de formulacion a ionizacion o radiacion actfnica.

[0021] La radiacion de ionizacion puede ser haz de electrones y la radiacion actfnica puede ser luz ultravioleta.

[0022] En otra realizacion de la invencion, el polfmero puede ser un polfmero curable termico. En este caso, la formulacion comprende un solvente. Segun la invencion, el solvente desempena una funcion no activa durante la formacion del revestimiento de polfmero y no se incorpora elemento estructural desde el solvente en el polfmero.

[0023] El contenido de solvente y polfmero en la formulacion se selecciona para obtener una formulacion de fluido que se puede aplicar facilmente a la chapa de acero.

[0024] Ademas, el solvente facilita el control del grosor del revestimiento. De hecho, una formulacion libre de solvente que comprende un polfmero curable termico serfa solida a temperatura ambiente y se deberfa aplicar a la chapa de acero como lfquido fusionado tanto por precalentamiento como pulverizandolo a la superficie de dicha chapa de acero o frotandolo contra la chapa de acero precalentada. En estas condiciones, serfa diffcil tener una distribucion de partfcula homogenea y mantener un grosor fino y constante.

[0025] De este modo, dicha formulacion comprende preferiblemente del 0,008 al 5% en peso de dichas partfculas de ceramica no oxfdica, del 10 al 70% en peso de dicho polfmero curable termicamente, siendo el equilibrio de la composicion un solvente.

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[0026] Cuando la chapa de acero se reviste con dicha capa de formulacion, se somete a un tratamiento con calor de forma que se cure el polfmero y se evapore por completo el solvente.

[0027] El solvente se debe eliminar por completo del revestimiento de polfmero, de lo contrario sera diffcil evitar el ensuciamiento de la superficie de revestimiento y la adhesion del esmalte a la chapa de acero se reducira o incluso se evitara.

[0028] El tratamiento con calor se lleva a cabo por calentamiento de dicha chapa de acero de temperatura ambiente a una temperatura T1 y manteniendola a esta temperatura T1 durante un tiempo t1. Se puede conseguir por curado de induccion o soplado de aire caliente.

[0029] Preferiblemente, la temperatura T1 esta entre 50 y 220 °C y el tiempo t1 entre 5 s y 60 s. Por encima de 220 °C, el polfmero puede empezar a quemarse antes de la aplicacion del esmalte base y existe un riesgo de que las partfculas de ceramica no oxfdica no se incrusten mas en el polfmero y no se distribuyan homogeneamente en la superficie de la chapa de acero, lo cual conlleva una reduccion menor del tiempo y la temperatura de coccion.

[0030] Si el tiempo t1 esta por encima de 60 s o si la temperatura T1 esta por debajo de 50 °C, el procedimiento no coincide con los requisitos industriales de productividad. No obstante, si el tiempo t1 esta por debajo de 5 s, el secado y el curado de la capa seran insuficientes.

[0031] El solvente puede ser un solvente organico, un solvente hidro-organico o preferiblemente agua debido a fines ambientales.

[0032] En ambas realizaciones, una reduccion del tiempo y la temperatura de coccion de la capa de esmalte adicional y una adhesion mejorada del esmalte en la superficie completa de la chapa de acero solo se pueden alcanzar si:

1) la cantidad de partfculas no oxfdica aplicadas a la chapa de acero es suficiente para reaccionar con los oxidos que promueven la adherencia del esmalte base como se vera mas adelante. De hecho, es esencial que el peso de revestimiento de dichas partfculas de ceramica no oxfdica sea de mas de 0,001 g/m2. No obstante, el peso de revestimiento esta limitado a 0,250 g/m2, porque la adhesion del esmalte ya no se mejora por encima de 0,250 g/m2 y el coste aumenta. Mas preferiblemente, el peso de revestimiento de dichas partfculas de ceramica no oxfdica esta entre 0,01 a 0,10 g/m2.

2) las partfculas de ceramica no oxfdica se distribuyen homogeneamente en la superficie de la chapa de acero. La funcion del polfmero es mantener las partfculas de ceramica no oxfdica homogeneamente distribuidas en la superficie de acero, antes de la aplicacion del esmalte.

[0033] Preferiblemente, el peso de revestimiento del revestimiento del polfmero, despues del tratamiento con calor o exposicion a ionizacion o radiacion actfnica, es suficiente para proporcionar a la chapa de acero una proteccion contra la corrosion temporal efectiva antes de la aplicacion del esmalte base, pero es lo suficientemente bajo para que el polfmero se queme facilmente durante la coccion del esmalte.

[0034] De este modo, el peso de revestimiento de dicho revestimiento de polfmero esta preferiblemente entre 0,5 y 10,0 g/m2, que corresponde a una cantidad de partfculas de ceramica no oxfdica entre 0,08 y 10% en peso. Mas preferiblemente, el peso de revestimiento del polfmero esta entre 2,0 y 6,0 g/m2.

[0035] Dicha formulacion puede contener tambien aditivos bien conocidos en la tecnica para mejorar aun mas sus propiedades: por ejemplo, surfactantes para promover la humectacion de la superficie de la chapa de acero que se va a tratar, antiespumantes, inhibidores de corrosion, pigmentos o bactericidas. Todos estos aditivos se utilizan generalmente en cantidades relativamente pequenas, usualmente de menos del 3% en peso con respecto a la formulacion.

[0036] Despues del tratamiento con calor o exposicion a radiacion y antes del esmaltado, la chapa de acero puede estar sometida a una operacion de formacion por estampado, estirado o doblado de forma que se obtenga una pieza.

[0037] Preferiblemente, el revestimiento de polfmero es lo suficientemente lubricante para evitar la aplicacion de un lubricante adicional antes de la etapa de formacion opcional. En este caso, no hay necesidad de desengrasar la pieza revestida de polfmero antes de la aplicacion del esmalte.

[0038] No obstante, si el revestimiento de polfmero, en sf mismo, no es lo suficientemente lubricante, se puede anadir un lubricante a la formulacion en el rango de 0,3 a 5% en peso con respecto al polfmero. Por debajo del 0,3% en peso, el efecto de lubricacion no sera suficiente para formar la chapa de acero sin una operacion de

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lubricacion anterior mediante engrase por ejemplo, pero por encima del 5% en peso, existe un riesgo de que el revestimiento tenga una apariencia grasa.

[0039] El lubricante puede ser por ejemplo una cera de hidrocarburo, una cera vegetal tal como cera carnauba, un aceite sintetico o mineral, un aceite vegetal o animal que contiene esteres de acidos grasos o acido graso.

[0040] Despues del tratamiento con calor o exposicion a radiacion y la etapa de formacion opcional, una capa de esmalte base se aplica al revestimiento de polfmero y se somete a coccion.

[0041] Un esmalte base es un vidrio cuyos componentes estan en forma de polvo. Generalmente, comprende del 40 al 50% en peso de sflice, del 10 al 20% de oxido borico, del 2 al 10% en peso de oxido de aluminio, de 0,5 al 4% en peso de oxidos de metales de transicion tal como los oxidos de cobalto, nfquel, hierro, manganeso, antimonio y molibdeno, siendo el equilibrio de la composicion oxidos alcalinos y oxidos alcalino-terreos. Los oxidos de metal de transicion se denominan oxidos que promueven la adherencia, porque pueden ser reducidos por los elementos del acero tales como el carbono y realizar de este modo la conexion entre la chapa de acero y el esmalte.

[0042] La capa de esmalte base se puede aplicar directamente en forma de polvo por pulverizacion electrostatica en seco o en forma humeda despues de la mezcla con agua mediante pulverizacion o esmaltado.

[0043] En el ultimo caso, el agua se evapora completamente de forma preferible antes de la etapa de coccion, mediante el calentamiento de la capa de esmalte de temperatura ambiente a una temperatura T2 y mantenimiento a esta temperatura T2 durante un tiempo t2.

[0044] El tiempo t2 es preferiblemente inferior a 60 s para coincidir con los requisitos industriales de productividad. Esta es la razon por la que el lfmite mas bajo para la temperatura T2 es preferiblemente superior a 80 °C. El tiempo t2 es preferiblemente superior a 5 s para asegurar una evaporacion completa de agua durante el secado del esmalte. De otro modo, si la capa de esmalte no se seca por completo antes de la coccion, el agua se evaporara durante la etapa de coccion y la adhesion del esmalte con la chapa de acero se vera afectada.

[0045] La temperatura T2 esta limitada preferiblemente a 120 °C, para evitar la formacion de burbuja en la capa de esmalte durante la evaporacion de agua, que afectarfa ademas a la adhesion del esmalte dentro de la chapa de acero.

[0046] El secado del esmalte en forma humeda se puede llevar a cabo mediante el soplado de aire caliente.

[0047] Despues del secado del esmalte en forma humeda y antes de la coccion de dicho esmalte seco, el esmalte se puede refrigerar a temperatura ambiente. No obstante, es preferible someterlo a coccion cuando esta aun a dicha temperatura T2 para ahorrar energfa.

[0048] En ambos casos, antes de la coccion, la capa de esmalte es porosa y contiene generalmente del 30 al 60% por volumen de aire.

[0049] La coccion del esmalte base comprende varias etapas, durante los cuales la chapa de acero esta sometida a calentamiento tanto desde temperatura ambiente o desde la temperatura T2.

[0050] Por encima de 240 °C, el polfmero comienza a quemarse. Eso significa que se deteriora progresivamente por la combinacion de calor y oxfgeno procedente de aire contenido en la capa de esmalte, en dioxido de carbono y vapor de agua que se liberan en la atmosfera ambiente.

[0051] Los inventores se han dado cuenta de que es esencial que mas del 80% en peso del polfmero se queme a 440 °C, porque si mas del 20% en peso del polfmero no se deteriora antes de que el esmalte se vuelva un lfquido viscoso, existe un riesgo de problemas de adhesion del esmalte en la chapa de acero y de formacion de crater debido a una gran liberacion de burbujas de gas durante la coccion del esmalte, que conduce a un mal aspecto de la superficie del revestimiento de esmalte.

[0052] A temperatura T3 que esta convencionalmente entre 450 y 600 °C, el esmalte base comienza a ablandarse y se vuelve un lfquido viscoso. La capa de esmalte cambia progresivamente de este modo de una capa porosa a una pelfcula continua, que conduce a una reduccion de intercambio gaseoso. Esta es la razon por la que el polfmero se debe quemar por completo a 600 °C, de forma que se evite la formacion de crater en el revestimiento de esmalte debido a la liberacion de burbujas de gas y problemas de adhesion del esmalte.

[0053] A continuacion, a medida que la temperatura sigue aumentando, las partfculas de ceramica no oxfdica

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y carbono procedentes del acero reducen los oxidos de metal de transicion que son los oxidos termodinamicamente mas inestables del esmalte y proporcionan la adhesion del esmalte a la superficie de acero. La accion de carbono se refuerza de este modo por las partfculas de ceramica no oxfdica, que tienen la capacidad de compensar el carbono que falta de algunos tipos de acero, tanto casi ausente si se considera el acero de carbono ultra-bajo como fuertemente adherido a titanio si se considera el acero libre de intersticios de titanio. Como se mostrara en los ejemplos adicionales, se ha observado que el tiempo y la temperatura de coccion se podrfan reducir significativamente en comparacion con la tecnica anterior.

[0054] Finalmente, la chapa de acero esmaltado se solidifica por refrigeracion a temperatura ambiente.

[0055] Una ceramica no oxfdica es un material refractario compuesto por un metal que esta combinado con carbono, nitrogeno, boro, silicio o azufre.

[0056] Segun la invencion, el punto de fusion de la ceramica no oxfdica tiene que estar por encima de 600 °C y preferiblemente por encima de 700 °C, porque es esencial mantener la capacidad de reduccion de las partfculas de ceramica no oxfdica durante la etapa de coccion del esmalte base. De hecho, a dicha temperatura T3, una ceramica no oxfdica que tiene un punto de fusion por debajo de 600 °C comenzarfa a fusionar y a ser oxidado por aire contenido en la capa de esmalte y perderfa de este modo su capacidad de reducir los oxidos de metal de transicion.

[0057] Las partfculas de ceramica no oxfdica se pueden seleccionar de este modo del grupo que consta de nitruros, boruros, siliciuros, sulfuros, carburos y las mezclas de los mismos, que tienen un punto de fusion por encima de 600 °C.

[0058] Puede ser por ejemplo, nitruro de silicio (Si3N4), nitruro de boro (BN), nitruro de aluminio (AIN), carburo de silicio (SiC), carburo de boro (B4C), boruro de magnesio (MgB2), boruro de titanio (TiB2), boruro de circonio (ZrB2), siliciuro de molibdeno (MoSi2) o sulfuro de tungsteno (WS2).

[0059] El diametro medio D50 de dichas partfculas de ceramica no oxfdica esta preferiblemente entre 0,01 y 3 pm, porque cuando el diametro medio D50 es de mas de 3 pm, la reactividad de la ceramica no oxfdica hacia los oxidos de metal de transicion no es tan elevada y la reduccion de la temperatura y el tiempo de coccion sera insuficiente. Por otro lado, por debajo de 0,01 pm, son diffciles de implementar.

[0060] Si se requiere un aspecto de superficie blanca o de color claro, se puede aplicar una capa adicional de esmalte de revestimiento blanco o de color claro a la superficie del esmalte base. La coccion de las capas del esmalte base y del esmalte de revestimiento blanco o de color claro se puede llevar a cabo tanto posteriormente o simultaneamente bajo las mismas condiciones de tiempo y temperatura de coccion mencionadas mas arriba.

[0061] La composicion de esmalte de revestimiento blanco o de color claro es similar a la del esmalte base excepto que no comprende oxidos de metal de transicion.

[0062] En el sistema C.I.E. L.a.b. adoptado por CIE en 1976, un color se representa por tres numeros, que especifican su posicion en un volumen tridimensional. El primer numero, el valor de claridad L, se extiende de 0 (negro) a 100 (blanco) y define la claridad u oscuridad del color. Los otros numeros, a y b, proporcionan informacion sobre el color de verde a rojo y de azul a amarillo.

[0063] Segun la invencion, la claridad L del esmalte de revestimiento blanco o de color claro esta por encima de 60.

[0064] Despues de la coccion, el grosor de la capa de esmalte base puede ser por ejemplo entre 80 y 150 pm si no se aplica ninguna capa adicional de esmalte de revestimiento blanco o de color claro y entre 20 y 60 pm si se aplica una capa adicional de esmalte de revestimiento blanco o de color claro, siendo el grosor de dicha capa adicional capaz de estar entre 80 y 120 pm.

[0065] La coccion del esmalte base y del esmalte de revestimiento blanco o de color claro opcional adicional se puede llevar a cabo en un horno de tunel convencional que tiene medios de extraccion de humos.

[0066] La invencion se ilustrara ahora por ejemplos proporcionados por medio de indicacion no limitativa.

[0067] Se llevaron a cabo pruebas mediante el uso de muestras procedentes de una chapa de acero adecuada para esmaltado, con referencia DC03ED segun el estandar EN10209 (tambien conocido como Solfer®).

[0068] El objetivo es comparar la adhesion de muestran que se esmaltaron segun la invencion con muestran

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que se esmaltaron convencionalmente.

1- Produccion de chapas de acero esmaltadas convencionalmente

[0069] Despues de la eliminacion del aceite protector de la superficie de muestras por desengrasado alcalino convencional, se aplica una capa de esmalte base convencional con referencia PP 12189, fabricado por Pemco International a un lado de una muestra, con el fin de obtener una capa esmaltada cuyo grosor es 110 |im despues de la coccion, es decir aproximadamente 400 g/m2.

[0070] Las muestras esmaltadas se cuecen en un horno convencional para esmaltado a diferentes tiempos y temperaturas de coccion y el nivel de adhesion de la capa de esmalte se estima segun el estandar EN 10209, que define una escala de cinco citas, de 1 para una adhesion excelente a 5 para una adhesion mala. Los resultados se muestran en la tabla I.

Tabla I

Tiempo de coccion (min)

Temperatura de coccion (°C)

800

810 820 830 840 860

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2,5

4 3 3 2 1 -

3

4 3 3 2 1 -

3,5

3 2 2 1 - -

4

3 2 1 1 - -

4,5

2 2 1 - - -

5

1 1 - - - -

(-): no probado

2- Produccion de chapas de acero esmaltadas segun la invencion

[0071] Antes del esmaltado, las muestran se desengrasan convencionalmente por solucion alcalina convencional con el fin de eliminar el aceite protector de la superficie.

[0072] A continuacion, una capa de una formulacion segun la invencion se aplica a un lado de las muestras.

[0073] Dicha formulacion se prepara mezclando agua desmineralizada, una dispersion de polfmero acrflico acuoso, con referencia Prox AM355 de Protex-Synthron y diferentes tipos de partfculas de ceramica no oxfdica de H. C. Starck GMBH, como se muestra en la tabla II. El contenido de agua (incluida el agua procedente de Prox AM355), polfmero acrflico y ceramica no oxfdica se expresa en % en peso con respecto a la formulacion.

Tabla II

Ceramica no oxfdica

Si3N4

TiB2 SiC B4C BN AlN MoSi2 WS2

% de polfmero acrflico

14,24 14,24 14,27 14,25 14,27 14,26 14,19 14,11

% de ceramica

0,33 0,33 0,11 0,26 0,11 0,18 0,64 1,2

% de agua

85,43 85,43 85,62 85,49 85,62 85,56 85,17 84,69

Total

100 100 100 100 100 100 100 100

[0074] El peso de revestimiento de formulacion aplicado a las muestras es 4 g/m2, humedo.

[0075] La capa de formulacion se cura y seca por completo por calentamiento de esta de temperatura ambiente a 90 °C y manteniendola a 90 °C durante 30 s. Cuando el agua se retira por completo de la capa, el peso de revestimiento del revestimiento de polfmero es de este modo 0,6 g/m2.

[0076] Entonces una capa del mismo esmalte base convencional con referencia PP 12189 previamente utilizado para la produccion de chapa de acero esmaltada convencional se aplica al revestimiento de polfmero que comprende las partfculas de ceramica no oxfdica. La aplicacion se lleva a cabo con el fin de obtener una capa esmaltada cuyo grosor es 110 |im despues de la coccion, es decir aproximadamente 400 g/m2.

[0077] Las muestras esmaltadas segun la invencion se cuecen en un horno convencional para esmaltado a diferentes temperaturas y tiempos de coccion y el nivel de adhesion de la capa de esmalte se estima segun el estandar EN 10209. Los resultados se muestran en la tabla III.

[0078] El aspecto de superficie de cada muestra esmaltada segun la invencion es comprobado visualmente

por un operador y comparado con el aspecto de superficie de las muestras convencionalmente esmaltadas. No se observa ningun cambio, el aspecto de la superficie es bueno para cada muestra esmaltada segun la invencion.

5 Tabla III

Tipo de ceramica utilizada

Tiempo de coccion (min) Temperatura de coccion (°C)

800

810 820 830

Si3N4

2 - - 3 -

2,5

- - 2 -

3

- 2 2 -

3,5

- 2 - -

TiB2

2 - - 1 -

2,5

- - 1 -

SiC

2,5 - - - 1

3

- 1 - -

B4C

2 - - - 1

3

- - 2 -

3,5

2 - - -

BN

3 - - 1 -

3,5

1 - - -

AIN

2,5 - - 2 1

MoSi2

3 - - 1 -

3,5

1 - - -

WS2

2,5 - - 2 -

3

- 2 - -

4

1 - - -

(-): no probado

[0079] A partir de la comparacion de las tablas I y III, se puede observar que el uso de una ceramica no

oxfdica segun la invencion permite una disminucion del tiempo y la temperatura de coccion.

Claims (14)

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   1. Una pieza o chapa de acero revestida en uno o ambos lados con un revestimiento que consta de una matriz de polfmero en la cual se dispersan homogeneamente partfculas de ceramica no oxfdica, estando el peso de revestimiento de dichas partfculas entre 0,001 y 0,250 g/m2, estando el punto de fusion de dicha ceramica no oxfdica por encima de 600 °C, estando el diametro medio D50 de dichas partfculas entre 0,01 y 3 pm, siendo la composicion de dicha pieza o chapa de acero adecuada para el esmaltado y quemandose dicho polfmero, cuando se calienta de la temperatura ambiente a 800 °C en aire, a mas del 80% en peso a 440 °C y quemandose por completo a 600 °C.
2. 2. La pieza o chapa de acero segun la reivindicacion 1, en la que el peso de revestimiento de dichas partfculas de ceramica no oxfdica esta entre 0,01 y 0,10 g/m2.
3. 3. La pieza o chapa de acero segun la reivindicacion 1 o 2, en la que el punto de fusion de dicha ceramica no oxfdica esta por encima de 700 °C.
4. 4. La pieza o chapa de acero segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dichas partfculas de ceramica no oxfdica se seleccionan del grupo que consta de nitruros, boruros, siliciuros, sulfuros, carburos y las mezclas de los mismos.
5. 5. La pieza o chapa de acero segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el peso de revestimiento de dicho revestimiento de polfmero esta entre 0,5 y 10,0 g/m2.
6. 6. La pieza o chapa de acero segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el polfmero es un poliester, poliacrflico, poliuretano, polietileno, polipropileno o las mezclas de los mismos.
7. 7. Uso de la pieza o chapa de acero revestida segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, para la produccion de una pieza o chapa de acero esmaltado.
8. 8. Un procedimiento para esmaltado de una pieza o chapa de acero que comprende los pasos que consisten en:

   - aplicacion en uno o ambos lados de una chapa de acero cuya composicion es adecuada para el esmaltado, de una capa de formulacion que comprende de 0,008 a 5% en peso de partfculas de ceramica no oxfdica cuyo punto de fusion esta por encima de 600 °C y cuyo diametro medio D50 esta entre 0,01 y 3 pm, un solvente opcional, siendo el equilibrio un polfmero que, cuando se calienta de la temperatura ambiente a 800 °C en aire, se quema en mas del 80% en peso a 440 °C y se quema por completo a 600 °C, estando el peso de revestimiento de dichas partfculas entre 0,001 y 0,250 g/m2,

   - curado de dicha capa para obtener un revestimiento de polfmero en el cual se dispersan homogeneamente las partfculas de ceramica no oxfdica,

   - sometimiento opcionalmente de dicha chapa de acero revestido a una operacion de formacion con el fin de obtener una pieza,

   - aplicacion a dicho revestimiento de polfmero de una capa de esmalte base y opcionalmente una capa adicional de esmalte base de revestimiento blanco o de color claro, a continuacion

   - sometimiento de dicho esmalte base y opcionalmente dicho esmalte base de revestimiento blanco o de color claro a coccion para obtener una pieza o chapa de acero esmaltado.
9. 9. El procedimiento segun la reivindicacion 8, en el que, cuando el polfmero es un polfmero curable por radiacion, la formulacion no comprende solvente.
10. 10. El procedimiento segun la reivindicacion 9, en el que dicho polfmero se cura por exposicion a ionizacion o radiacion actfnica.
11. 11. El procedimiento segun la reivindicacion 8, en el que la formulacion comprende un solvente y el polfmero es un polfmero curable termico.
12. 12. El procedimiento segun la reivindicacion 11, en el que dicha formulacion comprende del 0,008 al 5% en peso de dichas partfculas de ceramica no oxfdica, del 10 al 70% en peso de dicho polfmero, siendo el equilibrio de la formulacion un solvente.
13. 13. El procedimiento segun la reivindicacion 11 o 12, en el que dicha chapa de acero revestida con dicha capa de formulacion se somete a un tratamiento con calor mediante calentamiento de temperatura ambiente a una temperatura T1 y manteniendola a dicha temperatura T1 durante un tiempo t1 de forma que se evapore

    completamente el solvente y se cure el polfmero.
14. 14. El procedimiento segun la reivindicacion 13, en el que dicha temperatura T1 esta entre 50 y 220 °C y

    dicho tiempo t1 esta entre 5 y 60 s.