Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu o- czyszczania i powlekania przedmiotów me¬ talowych, a zwlaszcza sposobu usuwania niewielkich ilosci tluszczów, smaru albo in¬ nych obcych substancyj z powierzchni przedmiotów metalowych wraz ze rdza (ze stopów metali, zawierajacych zelazo), a jednoczesnie dotyczy wytwarzania na po¬ wierzchni przedmiotów metalowych powlo¬ ki, tworzacej z nia jedna calosc oraz zdol¬ nej do laczenia farby albo emalji z po¬ wierzchnia metalowa.Celem niniejszego wynalazku jest glów¬ nie przygotowanie powierzchni metalo¬ wych do przyjmowania farby albo emalji, chociaz powloka, wytworzona sposobem ni¬ niejszym, moze byc utworzona albo po¬ traktowana w taki sposób, zeby w pewnych warunkach byla dostatecznie wykonczo¬ na: W zakresie wynalazku dopuszczalne sa znaczne zmiany w sklkdzie uzytej miesza¬ niny, sposobie jej stosowania, oraz sposb- bie jej usuwania. W celu latwiejszego zro¬ zumienia wynalazku zostanie najpierw opi¬ sany specjalny przyklad mieszaniny, spo¬ sób jej stosowania oraz usuwania, a na¬ stepnie podane zostana mozliwe zmiany.Przykladem dobrej mieszaniny moze byc mieszanina nastepujaca: 3,15 kg ziemi folarskiej, 275 g dwuwodorowego fosfora¬ nu cynkowego, 75 g azotanu miedzi i 4,5 1 wody. Zamiast fosforanu cynkowego moz¬ na stosowac materjal, znany pod nazwa proszku Pairco, zlozony glównie z dwuzasa- dowego fosforanu manganowego z niewiel-ka iloscia fosforanów zelaza, przewaznie nierozpuszczalnych, oraz zawierajacy nie¬ co zanieczyszczen. W przypadku stosowa¬ nia proszku Parco najlepiej jest na 4,5 1 wody dodawac 25 — 55 g weglanu sodo¬ wego lub innego materjalu w celu obnize¬ nia kwasowosci.Opisana mieszanina natryskuje sie po¬ wierzchnie metalowa, przeznaczona do oczyszczenia i pomalowania. Powierzchnia przed ta obróbka nie powinna byc .zbyt brudna, chociaz obróbka ta pozwala usu¬ nac z powierzchni resztki smarów, rdzy i innego obcego materjaty. Jesli zas mate¬ rjal jest zbyt zardzewialy, ? tó jego uzycie moze wymagac obróbki innemi srodkami albo tez moze wymagac wiecej niz jednej obróbki opisana mieszanina w celu usu¬ niecia rdzy, natomiast niezbyt zardzewiale powierzchnie przy pomocy opisanej piie- szaniny daja sie latwo oczyscic i przygo¬ towac do malowania lub emaljowania.Po zroszeniu przedmiotu opisanym roz¬ tworem przedmiot ten suszy sie, czasami w podwyzszonej temperaturze. Temperatura ta moze sie zmieniac w granicach od tem¬ peratury nieco przewyzszajacej zwykla temperature pokojowa, az do temperatury powyzej wrzenia wody, w której otrzy¬ muje sie jeszcze dobre wyniki. Poza tern nalezy pozostawic pewien przeciag czasu na trwanie reakcji. Jesli wymieniona mie¬ szanina zrasza sie zwykle przedmioty ze¬ lazne i stalowe, to zadowalajace wyniki mozna osiagnac, suszac w taki sposób i w takiej temperaturze, zeby materjal calko¬ wicie wysechl w ciagu mniej wiecej 15 mi¬ nut.W ciagu tego procesu suszenia rdza zostaje rozpuszczona w kwasie fosforo¬ wym, zawartym w roztworze, a miedz tworzy z innemi fosforanami powloke, jed¬ nolita z powierzchnia metalu i zlozona z za¬ sadniczo nierozpuszczalnych fosforanów zelaza i manganu albo cynku oraz zawiera¬ jaca nieco miedzi. Rozpuszczona rdza i ewentualnie smar z metalu oraz inne obce substancje, rozpuszczone w roztworze, zostaja pochloniete i wysychaja wraz z ziemia folarska, tworzac luzna powloke pylowa na opisanej powyzej jednolitej po¬ wloce, powstajacej dzieki reakcji chemicz¬ nej miedzy metalem a roztworem. Luzna powloka zewnetrzna z ziemi foiarskiej i ob¬ cego materjalu daje sie latwo zetrzec, po¬ zostawiajac .powierzchnie czysta, pokryta jedynie p Powloka fosforanowa jest pozadana, poniewaz, jak zaznaczono powyzej, stano¬ wi ona jedna calosc z przedmiotem i lepiej sie laczy z farba lub emalja niz czysty gladki metal. Dzieki temu otwory, wybite poprzez emalje lub farbe albo tez przypad¬ kowe uszkodzenia emalji lub farby w miej¬ scach, z których farba lub emalja od¬ padnie, otoczone sa farba albo emalja, scisle przylegajaca do powloki fosforano¬ wej, stanowiacej zkolei jedna calosc z metalem przedmiotu, dzieki czemu rdza nie moze sie przedostac miedzy farbe lub emalje a metal, jak sie to czesto zdarza w nieobecnosci takiego spoiwa miedzy farba lub emalja a metalem.W przykladzie, podanym powyzej, fosforany wprowadza sie do roztworu dzie¬ ki zastosowaniu fosforanu cynkowego. Spo¬ sób ten jest najodpowiedniejszy do osia¬ gniecia pozadanego wyniku, lecz rozumie sie, ze fosforany mozna wytwarzac inaczej w samym roztworze albo tez dodawac do wody osobny roztwór w postaci cieczy lub w postaci osobnej mieszaniny, która po wprowadzeniu do roztworu wytworzy za¬ dane fosforany.W podanym przykladzie wymieniono ziemie folarska, lecz oczywiscie, zamiast niej mozna stosowac jakikolwek materjal równowazny, byleby byl on obojetny, la¬ two wytwarzajacy zawiesine w roztworze oraz odpowiedni do pochlaniania zanie¬ czyszczen i wytwarzania dajacej sie scie¬ rac powloki po wysuszeniu. — 2 —Dodatek ziemi folarskiej mana celu, jak wsponiniano powyzej, wspóldzialanie przy usuwaniu z powierzchni przedmiotu szko¬ dliwych zanieczyszczen wraz z produkta¬ mi reakcji pomiedzy roztworem a obcym materjalem na powierzchni metalu. Oczy¬ wiscie, w przypadku zastosowania roz¬ tworu bez obojetnego materjalu, równo¬ waznego ziemi folarskiej, nieulotniona po¬ zostalosc roztworu wysycha, tworzac po¬ wloke, odrebna od powloki, stanowiacej jedna calosc z metalem, lecz taka powloke zaschlego roztworu trudno jest usunac przez szczotkowanie.Stosowanie materjalu obojetnego mozna pominac, a zamiast suszenia przedmiotu oraz pózniejszego scierania z powierzchni szczotka dajacej sie scierac powloki, moz¬ na przedmiot poddac plókaniu albo natry¬ skiwaniu woda po dostatecznie dlugiem trwaniu reakcji wytwarzania powloki fo¬ sforanowej na metalu. W ten sposób resztki roztworu* niezuzyte na wytworzenie po¬ wloki fosforanowej, mozna zmyc wraz z materjalem, pochlonietym przez roztwór z powierzchni metalu. Jednakze sposób, polegajacy na stosowaniu ziemi folarskiej lub jej równowaznika, jest w wiekszosci przypadków najodpowiedniejszy.Jak zaznaczono powyzej, proszek Par- co zawiera fosforany zelaza z fosforanem zelazowym wlacznie. Jesli przygotowac roztwór, zawierajacy te fosforany, to praw¬ dopodobnie fosforan zelazowy sprzyja utrzymywaniu ziemi folarskiej lub innego obojetnego materjalu w zawiesinie w roz¬ tworze, wskutek tego tez fosforanu zelazo¬ wego nie nalezy uwazac za zanieczyszcze¬ nie, lecz raczej za skladnik pozadany, chociaz niekonieczny.Przy stosowaniu zwiazku miedzi dopu¬ szczalne sa rozmaite zmiany oraz mozli¬ wosci zastepowania jednego zwiazku in¬ nym. Naprzyklad miedz mozna wprowa¬ dzac w postaci weglanu miedziowego i (albo) w postaci rozpuszczalnego zwiazku miedzi, jesli zas wprowadzic niewielki do¬ datek kwasu fosforowego, odpowiadajacy kwasowosci, wytwarzanej przez kwas azo¬ towy azotanu, to zamiast' azotanu mozna równiez stosowac w celu utlenienia inne srodki utleniajace, równowazne azot&nowi miedzi.Przy uzyciu mocniejszego roztworu, zwlaszcza jesli sklad mieszaniny jest taki, ze otrzymuje sie wyzsza kwasowosc, nale¬ zy stosowac czynnik zobojetniajacy, np. weglan sodowy.Stopien kwasowosci nalezy utrzymy¬ wac w dosc waskich granicach. Roztwór, podany powyzej, wymaga okolo 15 razy wiekszej ilosci alkaljów, aby mógl dzia¬ lac na wskaznik fenolftaleinowy, niz w przypadku dzialania tego roztworu na me- tyloranz. Stosunek ten jest nawet wiekszy, jesli badac roztwór nieogrzany. Nalezy unikac kwasów, mocniejszych' od fosforo¬ wego oraz nieutleniajacych, a takze ilo¬ sci rodnika azotanowego, wyzszej od poda¬ nej poprzednio, poniewaz wymaga to zobojetniania, aby uniknac zwiekszania kwasowosci.Wazne jest utrzymanie odpowiedniego stopnia kwasowosci oraz stosowanie srod¬ ka utleniajacego. W celu przyspieszenia dzialania dobre uslugi oddaje rozpuszczal¬ ny zwiazek miedzi. Zadana miedz mozna wprowadzac w innych postaciach, np. ja¬ ko octan miedziowy oraz mozna stosowac osobny srodek utleniajacy z uwzglednie¬ niem calkowitej zdolnosci utleniania oraz wytwarzanej kwasowosci.Jako metal slabiej zasadowy od zelaza, najlepiej jest stosowac miedz, lecz w pew¬ nym ograniczonym zakresie mozna rów¬ niez poslugiwac sie innemi metalami, sla¬ biej zasadowemi od zelaza.Roztwór o podanym powyzej skladzie dziala nawet znacznie szybciej na po¬ wierzchnie cynkowa lub pocynkowana po¬ wierzchnie zelazna, niz na powierzchnie przedmiotów zelaznych lub stalowych. W - 3 -frtaypadku obróbki powierzchni cynkowej podiii&sienie temperatury powyzej zwy¬ klej .-temperatury pokojowej w celu wy- Lwotrzenia wzmiankowanej powloki nie jest konieczne, lecz moze byc pozadane w celu szybszego wysuszenia materjalu bez nie¬ zbednej straty czasu. Poniewaz w celu wy¬ tworzenia powloki na cynku ogrzewanie materjalu nie jest konieczne, a powloka wytworzona zostaje bardzo szybko, zda¬ rto sie wiec bardzo czesto, ze przy obrób¬ ce cynku, zamiast stosowac materjal obo¬ jetny, a nastepnie suszyc go i scierac, mozna pozostaly roztwór zmywac.W podobny sposób mozna równiez oczyszczac i powlekac powierzchnie ma¬ gnezowe oraz stopów magnezu.W przypadku, gdzie to jest pozadane, mozna oczyszczanie i powlekanie stosowac wraz z ostateczna obróbka utleniajaca, np. zt podniesieniem temperatury ostateczne¬ go suszenia, dzieki czemu miedz w powloce zostaje utleniona. W tym przypadku po¬ wloka dziala jako skuteczny czynnik prze- ciMflrdzewny i posiada barwe czarna, odpo¬ wiednia jako ostateczne wykonczenie, zwlaszcza w przypadku, gdy tak powleczo¬ na powierzchnia ma byc pokryta olejem.W patencie amerykanskim Nr 1290476 opisano stosowanie mieszaniny, zawieraja¬ cej materjal obojetny, kwas fosforowy oraz fosforany zelazowe lub inne, do oczyszczania powierzchni metalowych.Jedftakze, jak wynika z powyzszych wy¬ jasnien, tek wysoka kwasowosc, jaka poda¬ no w powyzszym patencie, nie prowadzi do wytworzenia powloki na czystym metalu.Jedyna powloke, jaka mozna otrzymac, stosujac roztwór Allen'a, jest ta, jaka powstaje na miejscach zardzewialych, dzieki polaczeniu kwasu z rdza. Oczywi¬ scie, jest to wynik zupelnie rózny od wyni¬ ku otrzymywanego sposobem wedlug ni- niejszego wynalazku.Zaznaczyc trzeba powtórnie, ze zarów¬ no ilosc, jak i rodzaj mialko rozdrobniotne- go materjalu obojetnego mozna zmieniac w szerokich granicach, a w pewnych warun¬ kach skladnik ten mozna nawet zupelnie pominac; stezenie fosforanów w roztworze mozna równiez zmieniac w szerokich gra¬ nicach, lecz pozadane jest stosowanie .roz¬ tworu dosc mocnego, aby dostateczna ilosc chemakaljów, stykajac sie z powierzchnia metalu, wywolywala .pozadana reakcje.Nastepnie, aby osiagnac dobre wyniki, fo¬ sforany nalezy wprowadzac w taki sposób, by kwasowosc roztworu miescila sie w granicach, podanych w przepisie, przy- czem nalezy równiez utrzymywac podobny do podanego w przepisie stosunek miedzy iloscia wolnego kwasu, oznaczana przy po¬ mocy metyloranzu, a calkowita kwaso¬ woscia, oznaczana zapomoca fenoloftale- iny. Fosforany zelaza, manganu i cynku mozna stosowac zasadniczo jedne zamiast drugich, chociaz z punktu widzenia mani¬ pulacji z suchym proszkiem fosforanowym najodpowiedniejszym jest mangan, rów¬ niez i z tego wzgledu, ze nie ulega on zmia¬ nie wskutek utlenienia, jak sie to dzieje z dwuzasadowym fosforanem zelazawym.Ponadto pozadana jest, chociaz niekoniecz¬ na, obecnosc fosforanu zelazowego, sprzy¬ jajaca utrzymywaniu materjalu obojetnego w| zawiesinie. Ilosc miedzi lub innego meta¬ lu, slabiej zasadowego niz, zelazo i zawar¬ tego w roztworze, moze sie zmieniac w sze¬ rokich granicach, jezeli zastosowac srodki, zapobiegajace zbytniemu odchyleniu od po¬ zadanej kwasowosci, jako wynikowi uzycia zwiazków, zawierajacych metal, oraz jesli uzyc srodka utleniajacego, którego sklad¬ nik metalowy mozna zastosowac do wy¬ tworzenia zadowalajacej powloki, zwiek¬ szajacej sie wraz z iloscia obecnego czyn¬ nika utleniajacego. W podanym przepisie zastosowano roztwór miedzi o stezeniu od 0,5 do 1 %. Przy uzyciu olowiu lub srebra w dodatku do miedzi ilosci powyzsze oczy¬ wiscie ulegaja odpowiedniej zmianie.Nieraz procentowosc miedzi w roztwo- _ 4 _rze moze sie zmieniac w zaleznosci] od ste¬ zenia innych chemikaljów w roztworze, lecz stezenie roztworu, podane powyzej, daje ilosc chemikaljów, wystarczajaca, aby ilosc roztworu, latwo zatrzymywana przez powierzchnie metalowa, wytwarzala dobra powloke; wskutek tego tez wyzsze stezenie jest niepotrzebne. Rozcienczenie materjalu zmniejsza ilosc chemikaljów, jaka moze za¬ trzymac metal, dzieki czemu wytworzona powloka jest ciensza, a prócz tego bardziej rozcienczony roztwór reaguje mniej ener¬ gicznie tak, iz latwo wogóle osiagnac taki stopien rozcienczenia, przy którym wytwa¬ rza sie zaledwie nieznaczna powloka.Jezeli zwiekszyc zawartosc miedzi, za¬ chowujac bez zmiany sklad chemikaljów w wyzej podanych stosunkach, to wzrost jej do 1% lub wiecej powoduje powstawanie powloki miekszej i slabiej przylegajacej, przycziem dobroc powloki zmniejsza sie w miare wzrostu zawartosci miedzi, az wresz¬ cie otrzymywana powloka staje sie zupel¬ nie bezwartosciowa. Zmniejszenie ilosci miedzi ponizej podanej ilosci obniza aktyw¬ nosc, a powloka jest niedostateczna, jesli stezenie miedzi spada ponizej 0,3% w przy¬ padku stosowania azotanu miedziowego, jakb srodka utleniajacego. Podczas natry¬ skiwania, smarowania roztworem lub wpro¬ wadzania go w postaci blonki na metal, me¬ tal ten albo roztwór lub metal i roztwór mo¬ ga byc nagrzane, jesli zas i metal i roztwór znajduje sie poczatkowo w zwyklej tempe¬ raturze pokojowej to metal mozna wpro¬ wadzac odrazu do pieca lub tez przed roz¬ poczeciem ogrzewania mozna zastosowac pewna przerwe. Reakcja roztworu wedlug podanego przepisu nie jest energiczna, do¬ póki temperatura nie zostanie podniesiona, i powloka, wytworzona w tych warunkach, jest gorsza. Z tego wlasnie powodu nie jest pozadane odkladanie ogrzewania dluzej, jak na, 5 minut po wprowadzeniu roztworu.Zwykle wysychanie roztworu zachodzi jednoczesnie z chemiczna reakcja, powodu¬ jaca powstawanie powloki, a zmniejszanie' sie ilosci wody zwykle równowazy zuzycie chemikaljów czynnych tak, iz roztwór za¬ chowuje stale skuteczne stezenie az do cal¬ kowitego wyschniecia, a jednoczesnie cala ilosc odczynników, wytwarzajacych powlo¬ ke, zostaje zuzyta jeszcze przed zupelnem wyschnieciem roztworu. Q ile w zwyklych warunkach niema czasu na to, aby zapew¬ nic calkowita reakcje, to mozna zmniejszyc szybkosc parowania, stosujac kwas mlecz¬ ny lub inny materjal, opózniajacy wysycha¬ nie i nie zaklócajacy reakcji chemicznej, a takze nie utrudniajacy usuwania wyschlej pozostalosci.Jak zaznaczono powyzej, najodpowied¬ niejsze sa materjaly, wytwarzajace powlo¬ ke fosforanowa, lecz istnieja równiez pew¬ ne kwasy organiczne, których zastosowa¬ nie daje podobne wyniki. Takiemikwasami, najlatwiejszemi do stosowania sa: szcza¬ wiowy, malonowy i winowy. Moznaby rów¬ niez stosowac inne kwasy organiczne, lecz czas ich reakcji w latwo dostepnych tem¬ peraturach jest znacznie dluzszy od cza¬ su, wymaganego w razie uzycia jednego z trzech wymienionych kwasów.Wyliczanie wszelkich mozliwych módy- fikacyj przy stosowaniu rozmaitych kwa¬ sów nie ma istotnego znaczenia, zwlaszcza ze przepis, podany powyzej, jest najlepszy.Podaje sie ponizej jedynie przepis stoso¬ wania kwasu szczawiowego. Dobre wyniki daje nasycony roztwór kwasu szczawiowe¬ go, zawierajacy dostateczna ilosc ziemi fo- larskiej lub jej równowaznika, w celu za¬ trzymania roztworu na zwilzonej po¬ wierzchni oraz usuniecia pozostalosci w po¬ staci sproszkowanej, oraz zawierajacy siarczyn sodowy w ilosci, równej w przy¬ blizeniu Vi5 ilosci kwasu szczawiowego, i taka sama ilosc dwutlenku manganu, jak siarczynu sodowego. W przypadku zasto¬ sowania innych kwasów, zdolnych do reak¬ cji z rdza zelazna oraz do wytwarzania nie¬ rozpuszczalnych soli z zelazem, a wiec w — 5 —przypadku uzycia kwasu malonowego i wi¬ nowego z dostateczna iloscia czynnika utle¬ niajacego, któremu towarzyszy materjal przyspieszajacy, zawierajacy metal w roz¬ puszczalnym roztworze, wlasciwe sa sto¬ sunki ilosciowe dajace szybka reakcje, pro- wacUaca do wytworzenia zadanej powloki po4<3sas* wysychania roztworu. Wytworzo¬ na powloka nie sluzy do wlasciwego bar¬ wienia lub powlekania powierzchni lecz siatkowi jedynie powloke, ulatwiajaca przy¬ leganie farby.W razie potrzeby mozna do roztworu dodac alkoholu, który sprzyja zwilzaniu metalu roztworem, lecz wielka ilosc alko¬ holu oslabia reakcje chemiczna. Zwykle nie jest .on konieczny do usuwania smarów. W przypadku, gdy czesc powierzchni jest po¬ kryta smarem, na czystych czesciach meta¬ lu zaczyna sie wytwarzac powtoka, która stofHMOwo wytwarza sie dalej pod smarem, dzieki czemu smar pozostaje na powierzch¬ ni! powloki i moze byc usuniety wraz z zie¬ mia folarska, która tworzy latwo dajaca sie scierac warstwe. Tak wiec za jednym zachodem smar zostaje z powierzchni me¬ talu usuniety, bez koniecznosci stosowania jakiegokolwiek specjalnego rozpuszczalni¬ ka smarów. PL