NL194207C

NL194207C - Plaatvormig, geÙmailleerd voorwerp.

Info

Publication number: NL194207C
Application number: NL9000423A
Authority: NL
Original assignee: Ferro Tech Bv
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1990-02-21
Publication date: 2001-09-04
Also published as: DE4011932A1; BE1004927A3; NL194207B; GB9008099D0; GB2230477A; DE4011932C2; NL9000423A; GB2230477B

Description

• 1 194207

Plaatvormig, geëmailleerd voorwerp

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een plaatvormig, geëmailleerd voorwerp, omvattende een metalen basis met ten minste één zijde.

5 Een dergelijk plaatvormig, geëmailleerd voorwerp is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift US-A-4.664.982. Dit bekende plaatvormige, geëmailleerde voorwerp bezit een metalen basis waarvan ten minste één zijde is voorzien van een emailbekleding en een op de emailbekleding aangebrachte bekleding. Deze bekleding bestaat uit een hars, zoals vinyl, epoxy, polyurethaan, enz. Deze bekende gelaagde bekleding beoogde resistentie te verbeteren tegen thermische of fysieke krachten.

10 Een nadeel van email is echter dat het niet slagvast is, slechts door het aanbrengen van meerdere lagen een in hoofdzaak porievrij oppervlak vertoont, en onderhavig is aan zogenaamde visschubvormig. Visschub-vorming is het gevolg van het ophopen van moleculaire waterstof aan het grensvlak tussen het metaal en de emailbekleding. Hierbij kan een zodanig hoge gasdruk ontstaan, dat de hechtsterkte van het email aan het metaal en de breuksterkte van de emailbekleding overschreden wordt, blazen ontstaan en zelfs stukjes 15 emailbekleding weggeblazen worden.

De uitvinding beoogt een plaatvormig geëmailleerd voorwerp te verschaffen, waarbij de nadelen van het gebruik van email, kwetsbaarheid bij stootbelastingen en de nadelen van het gebruik van lak, onderroest wordt vermeden, maar bovendien een voorwerp ontstaat dat een acceptabel visueel uiterlijk bezit. Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt met een plaatvormig, geëmailleerd voorwerp als beschreven in de 20 aanhef, dat wordt gekenmerkt doordat op ten minste één zijde een cermetemailbekleding is aangebracht, met daarop een gasdoorlatende, chemisch bestendige, lakbekleding.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm is op een tweede zijde een emailbekleding aangebracht. Aldus is een tweezijdig geëmailleerd plaatvormig voorwerp verschaft waarbij zich in hoofdzaak het nadeel van visschubvorming niet voordoet, een goede chemische bestendigheid, vochtondoorlatendheid en het 25 achterwege blijven van onderroest behouden blijven, terwijl de slagvastheid is verbeterd en eventuele reparatie van de aangebrachte bekleding mogelijk is.

Volgens een andere voorkeursuitvoeringsvorm is op de twee zijden een cermetemailbekleding aange* bracht. Volgens een nadere voorkeursuitvoeringsvorm zijn de beide cermetemailbekledingen voorzien van een gasdoorlatende, chemisch bestendige lakbekleding.

30 Het plaatvormige, geëmailleerde voorwerp volgens de uitvinding kan worden verschaft met een werkwijze welke omvat de stappen voor het: i) voorbehandelen van het plaatmetalen voorwerp; ii) aanbrengen op een voorbehandelde zijde van een cermetemailbekleding; iii) inbranden van de aangebrachte emailbekleding bij geschikte inbrandtemperaturen; en 35 iv) aanbrengen van een gasdoorlatende, chemisch bestendige lakbekleding op de cermetemailbekleding.

Indien de lak wordt aangebracht via de natte methode, kan de lak direct op de cermetemailbekleding worden aangebracht. Wordt echter de lak aangebracht via een droge methode, bijvoorbeeld poeder* bekleding, dan heeft het voorkeur om tussen de lakbekleding en de cermetemailbekleding een tussenlaag aan te brengen die zorgdraagt voor een voldoende hechting tussen de lakbekleding en de cermetemailbe-40 kleding. Door het gebruik van de uitwendige laklaag kan het uiterlijk van het plaatmetalen voorwerp elke gewenste kleur worden aangegeven.

Het laminaat van een laminaatbekleding die bestaat uit een onderlaag van een specifiek type email, zogenaamd cermetemaii, en een toplaag van de hiervoor beschreven bekledingslakken, voldoet asm deze vereisten. Dit laminaat vertoont geen visschubvorming, omdat zowel de cermetemailbekleding als de 45 lakbekleding gasdoorlatend zijn, waarbij de laklaag de chemische bestendigheid voor het laminaat verschaft en de cermetemailbekleding de heching aan het metaaloppervlak en de bestendigheid tegen onderroest.

Het is bij deze werkwijze niet noodzakelijk dat beide zijden van het plaatmetalen voorwerp zijn voorzien van een laminaat volgens de uitvinding. In principe is het slechts noodzakelijk dat een dergelijk laminaat is aangebracht aan één zijde van het plaatmetalen voorwerp, aangezien de waterstof, die verantwoordelijk is 50 voor de uiteindelijke visschubvorming vanaf een zijde die is afgedekt met een gasondoorlatend email, kan diffunderen naar de andere zijde, die is afgedekt met een gasdoorlatende bekleding en er doorheen naar de atmosfeer kan ontsnappen. Dit levert de mogelijkheid om als topzijde voor een plaatmetalen voorwerp een chemisch bestendig, gasdicht email te gebruiken met een specifieke functie (anti-slib email), terwijl de onderzijde overeenkomstig de uitvinding gasdoorlatend is, en het gehele voorwerp geen visschubvormig 55 vertoont.

Indien aan beide zijden van het plaatmetalen voorwerp het uit de cermetbekleding en lakbekleding opgebouwde laminaat aanwezig is, kunnen de beide lakbekledingen uit verschillende materialen bestaan, 194207 2 waardoor een de binnenzijde een chemische (zuurjbestendigheid ontstaat, en aan de buitenzijde een geringere chemische (weers)bestendigheid ontstaat. Deze toepassing is bijvoorbeeld bruikbaar voor silo’s voor mestopslag, voederopslag en voor tanks bij waterzuivering.

Een email is een door smelten of zogenaamd fritten ontstane, glasachtige massa met anorganische, in 5 hoofdzaak oxidische samenstelling, die in één of meer lagen op metalen of glasvoorwerpen kunnen worden aangebracht en ingebrand. Gebruikelijke toevoegingen voor email zijn siliciumoxide, booroxide en fosfor-oxide, die zogenaamde netwerkvormers zijn. Verder kunnen alkali- en aardalkalimetalen worden toegevoegd, zoals oxiden van kobalt, nikkel, koper en antimoon.

Een zeer specifiek type email is het cermetemail. Dit email bevat fijn verdeelde metaaldeeltjes, bijvoor-10 beeld aluminiumdeeltjes. Voor meer informatie omtrent cermetemail wordt verwezen naar "Mitteilungen des Vereins deutscher Emailfachleute E.V.”, deel 27, pagina 49-60 (1979) en deel 28 pagina 13-24 (1980).

De bruikbare organische lakbekleding kan uit een bekend laksysteem bestaat, zoals fysisch drogend of chemisch uithardend, eventueel door thermische behandeling. Het toegepaste type lakbekleding wordt afgestemd op de gewenste eigenschappen. Epoxy- of polyurethaanlakken geven bijvoorbeeld een grote 15 chemische bestendigheid tegen weersinvloeden en zijn lichtecht, silicoonlakken bezitten een grote hittebestendigheid. Aldus kan een lak kan worden gekozen afhankelijk van de mate van chemische bestendigheid, zoals zuurbestendigheid, weersbestendigheid en dergelijke. Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de gasdoorlatende chemisch bestendige lakbekleding een epoxy- of polyurethaanlak, een acrylaatlak, een siliconenlak of mengsels daarvan.

20 Als metaal kunnen diverse typen staal worden gebruikt, in het bijzonder warmgewalst staal dat extreem gevoelig is voor visschubvorming.

Een plaatmetalen voorwerp, bijvoorbeeld een silowand, wordt, voorafgaande aan het emailleren, dubbelzijdig voorbehandeld. Deze voorbehandelingen kunnen bestaan uit gloeien en stralen, ontvetten-beitsen, en eventueel vernikkelen, en tenslotte drogen. Het cermetemail kan worden aangebracht door 25 middel van spuiten of dompelen en wordt na indrogen ingebrand bij een geschikte inbrandtemperatuur, bijvoorbeeld 850°C, één en ander afhankelijk van de specifieke samenstelling van het gebruikte cermetemail. Tenslotte wordt op de ingebrande cermetemailbekleding de gasdoorlatende chemisch bestendige lakbekleding aangebracht door middel van spuiten of dompelen, waarna door moffelen de lakbekleding wordt uitgehard.

30 Hierna volgen voorbeelden voor de toepassing van plaatmetalen voorwerpen, die overeeneenkomstig de uitvinding tweezijdig zijn geëmailleerd.

VOORBEELD I

Voor een vloerrooster in een stalinrichting is het belangrijk dat de bovenzijde van het vloerrooster is 35 voorzien van een antisliblaag. Teneinde de visschubvorming te vermijden kan worden volstaan door aan de onderzijde van het vloerrooster een laminaat volgens de uitvinding aan te brengen, dat bestaat uit een onderlaag van een cermetbekleding en een daarop aangebrachte, gasdoorlatende, chemisch bestendige lakbekleding. Aldus wordt na een geschikte voorbehandeling op de bovenzijde van het vloerrooster een conventioneel grondemail (Bayer GR1100/GR1200, GR1308/GR1400) en op de onderzijde een cermete-40 maillaag aangebracht. De beide emaillagen worden gezamenlijk ingebrand bij circa 850°C. Vervolgens wordt op de ingebrande grondemailbekleding een antislibmal (Ferro Holland 6044/XS50) aangebracht, die vervolgens wordt ingebrand. De onderzijde wordt vervolgens voorzien van een epoxylaklaag (Ferro Topcoat van Deltacoatings), die vervolgens wordt gemoffeld. Het uiteindelijke vloerrooster voldoet aan de gestelde eisen, namelijk geen visschubvorming door het gebruik van het laminaat overeenkomstig de uitvinding, geen 45 onderroest door het gebruik van grondemail en cermetemail als onderste bekleding, chemische bestendigheid door het gebruik van de antislib emaillaag aan de bovenzijde en de lakbekleding aan de onderzijde.

Op soortgelijke wijze kunnen binnenwerken en onderdelen van kachels en centrale verwarmingsketels worden voorzien van de cermetemailbekleding die tenslotte worden bedekt met een siliconenharslak.

50 VOORBEELD II

In de navolgende experimenten 1-5 zijn emailmengsels getest voor bruikbaarheid in mestsilo's, waarbij als testparameters: porievorming, visschubvorming en chemische bestendigheid zijn gebruikt.

De geteste staalsoorten zijn: - staal E560 Impress, met een koolstofgehalte van 0,04-0,07%, in een legering met niobium, en warm-55 gewalst; en - staal ST37 in normale handelskwaliteit, bekend vanwege visschubgevoeligheid, en warmgewalst.

3 194207

Op deze beide staaltypen zijn vijf verschillende emailmengsels gebruikt: • V = emailfritte 2290 van Ferro Holland, een visschubgevoelig email met als samenstelling:

Li20 0-5%

Na20 10-15% 5 Ki20 0-5%

CaO 0-10% B203 5-10%

Si02 30 - 40%

Ti02 5-10% 10 Co203 0-5%

NiO 0 - 5% G = grondemail (Ferro Holland 2215/2216/2218) met een hoge visschub bestendigheid met als oxidische samenstelling (gew.%): 2215/2216/2218 (50/25/25) 15 NajO 15 - 20

KaO 2-10

CaO 8-13

BaO 0-5

Si02 30 - 45 20 B202 10 - 20 A1203 0-5 P205 1 -4

CoO 0,5-2

NiO 1-3 25 CuO 0-2

ZnO 0-4

Fe203 0 — 5 F 0-8 R = zuurbestendig directemail (Bayer GS 1533/AC8535-10/AC8535-11), geschikt voor het emailleren van 30 warmtewisselaarplaten; D = dekemail (Ferro Holland 6044) met een zeer hoge zuurbestendigheid, met als oxidische samenstelling: 6044

Li20 0-5 35 Na20 15 - 20

Si02 45-65 B203 2-8

Ti02 3 -6

SrO 0-5 40 Zr02 5-15

Mo03 0 -2 F 0-10; en C = cermetemail (Ferro Holland 0904/0912/0916), een met aluminium verrijkt email, dat een hoge hittebestendigheid en gasdooriatendheid bezit.

45 De verschillende emailbekledingen zijn op de voorzijde en achterzijde aangebracht, eventueel gelijktijdig ingebrand, waarna op de voorzijde en eventueel achterzijde nog een tweede emailbekleding is aangebracht.

De experimenten 2-5 zijn overeenkomstig de uitvinding, omdat als buitenste emailbekleding een cermetbekleding is aangebracht, die vervolgens is afgedekt met een lakbekleding.

Porievorming is onderzocht volgens NEN2709 methode B1, terwijl de visschubvorming is onderzocht met 50 testemail 2290 van Ferro Holland, door te beoordelen op visschubvorming na emaillering en een verblijf gedurende 24 uur bij 60-80°C.

De resultaten zijn samengevat in onderstaande tabel.

o 194207 4

TABEL

_ ·

Exp. Staal- Voor- Ach- Voor- Ach- Poriën Visschub Opm.

soort zijde terzijde zijde terzijde voor- voor- 5 1e 1e 2e 2e zijde zijde laag laag laag laag 1 E560 V V - ja* * na

St37 V V - ja’ 16 u 10 ’dir.

2 E560 G G R C geen nee

St37 G G R C geen nee 3 E560 G/R+ C R C geen nee

St37 15 4 E560 G C R geen nee

St37 5 E560 G C D geen nee

St37 G C D geen nee 2Q *: na 16 uur direct.

De voorwerpen bekleed volgens de uitvinding bleken tevens een goede chemische bestendigheid te bezitten.

25

VOORBEELD III

Een staalplaat (ST37) werd aan beide zijden bekleed met een cermetemailbekleding van de volgende samenstelling:

Li02 2 - 3% 30 Na20 10-16% K20 1 - 4%

CaO 1 - 4%

BaO 0-1%

MnO 2 - 4% 35 CoO 1 - 3%

NiO 1 - 3%

CuO 0-1% B203 9-18%

Fe203 0 - 5% 40 Si02 45 - 60%

Ti02 1 - 3% F 0-4%

Het emailslib in bereid volgens de maalformule: 45 cermetemail (zie hiervoor) 100 delen kwarts 15 delen klei 6 delen boorzuur 0,3 delen borax 0,3 delen 50 natriumnitriet 0,2 delen aluminiumpoeder 10 delen water 60 delen

Op de éne (binnen)zijde van de plaat werd een lakbekleding aangebracht van een uit drie componenten 55 bestaande alifatische isocyanaatlak (Ferrodur Resistence van Delta Coatings) en op de andere (buiten)zijde een uit twee componenten bestaande polyurethaanlak (Ferrodur Topcoating van Delta Coatings). De isocyanaatlak bezit een grote chemische bestendigheid, terwijl de polyurethaanlak een afdoende weersbe-

Claims

25 Deze overeenkomstig de uitvinding beklede plaat kan worden toegepast in radiatoren die worden opgesteld in zeer vochtige ruimten, zoals zwembaden. Met het gebruikelijke epoxypoeder als laklaag verkrijgt de radiator een bijvoorbeeld witte kleur. De radiator is optimaal beschermd tegen roest en tegelijkertijd is de kwetsbaarheid voor mechanische stootbelastingen aanmerkelijk verminderd. 30

1. Plaatvormig, geëmailleerd voorwerp, omvattende een metalen basis met ten minste één zijde, met het kenmerk dat op ten minste één zijde een cermetemailbekleding is aangebracht, met daarop een gas- 35 doorlatende, chemisch bestendige, lakbekleding.

2. Plaatvormig, geëmailleerd voorwerp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat op een tweede zijde een emailbekleding is aangebracht.

3. Plaatvormig, geëmailleerd voorwerp volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat op de twee zijden een cermetemailbekleding is aangebracht.

4. Plaatvormig, geëmailleerd voorwerp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de beide cermetemailbe-kledingen zijn voorzien van een gasdoorlatende, chemisch bestendige lakbekleding.

5. Plaatvormig, geëmailleerd voorwerp volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de gasdoorlatende chemisch bestendige lakbekleding omvat een epoxy- of polyurethaanlak, een acrylaatlak, een siliconenlak, of mengsels daarvan.