DE19961411A1 - Process for the production of coated metal surfaces and their use - Google Patents
Process for the production of coated metal surfaces and their useInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Metalloberflächen, bei dem die Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit erfolgen kann. Derartige Beschichtungen werden heute unter dem Begriff "coil coating" zur Beschichtung von Bändern genutzt.The invention relates to a method for producing coated Metal surfaces where coating takes place at high speed can. Such coatings are known today under the term "coil coating" Coating of tapes used.
Die bekannten Beschichtungsverfahren hoher Geschwindigkeit weisen den Nachteil auf, daß die Vorbehandlung und die Grundierung in zwei getrennten Schritten aufgebracht werden.The known high-speed coating processes have the disadvantage on that pretreatment and priming in two separate steps be applied.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für die großtechnische Herstellung von lackierten Bändern vorzuschlagen, bei dem die Vorbehandlung und Grundierung in nur einem Arbeitsgang aufgebracht werden kann.The object of the invention is to provide a process for the industrial production of to propose painted tapes, in which the pretreatment and priming in can only be applied in one operation.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Metalloberflächen bei einer Beschichtungsgeschwindigkeit von mindestens 25 m pro Minute bei dem Auftragen eines Vorbehandlungsmittels auf eine gereinigte oder/und gebeizte Metalloberfläche, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf mindestens einer Fläche eines metallischen Körpers nach einem Reinigen oder/und einem Beizen der zu behandelnden metallischen Oberfläche mindestens ein Vorbehandlungsmittel, insbesondere eine Lösung oder/und Dispersion, aufgetragen wird und danach auf einem Teil der vorbehandelten Oberfläche mindestens eine Lackschicht aufgetragen wird, wobei die dabei nur mit einem Vorbehandlungsmittel und nicht mit einem Lack hergestellte Beschichtung als Behandlungsschicht anstelle einer Vorbehandlungs- und einer Grundierungsschicht eingesetzt wird.The object is achieved by a process for the production of coated Metal surfaces with a coating speed of at least 25 m per Minute when applying a pretreatment agent to a cleaned or / and pickled metal surface, which is characterized in that on at least one Surface of a metallic body after cleaning and / or pickling metallic surface to be treated at least one pretreatment agent, in particular a solution and / or dispersion, is applied and then on applied at least one layer of lacquer to part of the pretreated surface is, the only with a pretreatment agent and not with a varnish produced coating as a treatment layer instead of a pre-treatment and a primer layer is used.
Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Metalloberflächen bei einer Beschichtungsgeschwindigkeit von mindestens 25 m pro Minute bei dem Auftragen eines Vorbehandlungsmittels auf eine gereinigte oder/und gebeizte Metalloberfläche, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf mindestens einer Fläche eines metallischen Körpers nach einem Reinigen oder/und einem Beizen der zu behandelnden metallischen Oberfläche mindestens ein Vorbehandlungsmittel, insbesondere eine Lösung oder/und Dispersion, aufgetragen wird und danach auf mindestens einem Teil der vorbehandelten Oberfläche mindestens eine Lackschicht aufgetragen wird, wobei die mit einem Vorbehandlungsmittel behandelte Beschichtung als Behandlungsschicht anstelle einer Vorbehandlungs- und einer Grundierungsschicht und eingesetzt wird.Furthermore, the object is achieved by a method for producing coated metal surfaces at a coating speed of at least 25 m per minute when applying a pretreatment agent on a cleaned or / and pickled metal surface, which is characterized in that on at least one surface of a metallic body after cleaning or / and pickling the metallic surface to be treated at least one Pretreatment agent, in particular a solution and / or dispersion, applied and then on at least part of the pretreated surface at least one layer of lacquer is applied, the one with a Pre-treatment agent treated coating instead of as a treatment layer a pre-treatment and a primer layer and is used.
Vorzugsweise wird die vorbehandelte Fläche bzw. die vorbehandelten Flächen eine Seite eines Bandes sein, bei dem gegebenenfalls auch mindestens eine der schmalen Randflächen des Bandes teilweise vorbehandelt sein kann.The pretreated surface or the pretreated surfaces preferably becomes one Side of a band, in which at least one of the narrow ones, if applicable Edge areas of the tape can be partially pretreated.
Die Beschichtungsgeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 40 bis 600 m pro Minute, besonders bevorzugt 75 bis 160 m pro Minute. Die Behandlungsschicht übernimmt dabei die Funktionen der Grundierung (Primer). Der andere Teil der vorbehandelten Oberfläche wird nachträglich nicht mehr auf der Bandbeschichtungsanlage mit einem Lack überzogen.The coating speed is preferably 40 to 600 m per minute, particularly preferably 75 to 160 m per minute. The treatment layer takes over the functions of the primer. The other part of the pretreated The surface is subsequently no longer applied to the coil coating system with a Lacquer covered.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann so eingesetzt werden, daß Feuchtigkeit oder Restfeuchte in der aufgetragenen Vorbehandlungsschicht bis zum Lackieren erhalten bleibt, um die für das Aufbringen der Lackschicht notwendige elektrische Leitfähigkeit der vorbehandelten Oberfläche einzustellen.The inventive method can be used so that moisture or Preserve residual moisture in the applied pre-treatment layer until painting remains to the necessary electrical conductivity for the application of the lacquer layer of the pretreated surface.
Die Metalloberfläche kann vor dem Vorbehandeln insbesondere Aluminium, Eisen, Kupfer, Magnesium, Zink oder/und Zinn enthalten und kann vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, einem schmelztauchverzinkten oder elektrolytisch verzinkten Eisenwerkstoff, einem Stahl, einem Zink-Vollmaterial in Form von Bändern oder Blechen oder einem Weißblech bestehen. Hierbei können die Körper eben oder verformt sein, ohne oder mit Ausnehmungen wie z. B. mit einer Lochstruktur versehen sein. Die Ausnehmungen einer Lochplatte können alle die gleiche oder ggf. auch unterschiedliche Geometrien und Größen aufweisen: Z. B. kreisförmige Löcher, Langlöcher, Schlitze.Before the pretreatment, the metal surface can be aluminum, iron, Contain copper, magnesium, zinc and / or tin and can preferably be from a Aluminum alloy, hot-dip galvanized or electrolytically galvanized Iron material, a steel, a solid zinc material in the form of strips or Sheet or tinplate exist. The body can be flat or be deformed without or with recesses such. B. provided with a hole structure his. The recesses of a perforated plate can all be the same or possibly also have different geometries and sizes: e.g. circular holes, Slots, slots.
Die Reinigung oder/und das Beizen der metallischen Oberfläche kann durch Sprühen oder/und Bürsten mit einer Reinigungs- bzw. Beizlösung oder Tauchen in ein Bad dieser Lösung erfolgen.The cleaning and / or pickling of the metallic surface can be done by spraying or / and brushing with a cleaning or pickling solution or immersing in a bath this solution.
Die Vorbehandlung der gereinigten oder/und gebeizten Oberfläche kann durch Aufsprühen und Abquetschen z. B. mit einer Walze, durch Aufsprühen und Abblasen z. B. mit Preßluft, durch Tauchen und Abquetschen z. B. mit einer Walze, durch Tauchen und Abblasen z. B. mit Preßluft oder im Roll-Coat-Verfahren erfolgen. Beim Roll-Coat-Verfahren wird die Behandlungsflüssigkeit mit einer Beschichtungswalze in oder entgegen der Bandlaufrichtung aufgetragen. Bei allen diesen Verfahrensvarianten wird keine nachträgliche Spülung ausgeführt, um einen Abtrag bzw. eine Beschädigung der aufgebrachten Schicht zu vermeiden und um mit Chemikalien belastete Spülwässer zu vermeiden, die aus Umweltgründen aufwendig nachbehandelt werden müssen.The pretreatment of the cleaned and / or pickled surface can be carried out by Spray and squeeze z. B. with a roller, by spraying and blowing e.g. B. with compressed air, by diving and squeezing z. B. with a roller Diving and blowing off e.g. B. with compressed air or in the roll coat process. At the Roll-coat process the treatment liquid with a coating roller or applied against the tape running direction. With all of these Process variants, no subsequent rinsing is carried out to remove or to avoid damage to the applied layer and in order to Avoiding chemical-contaminated rinsing water, which is expensive for environmental reasons need to be treated.
Das Vorbehandlungsmittel kann eine Zubereitung sein, die eine Polymerdispersion mit mindestens einem Harz aus der Gruppe von Acrylat, Epoxid, Phenol, Polyester, Siliconpolyester, Polyurethan, Styrol und Harz auf der Basis Harnstoff-Formaldehyd bzw. deren Mischung oder/und Mischpolymerisat enthält. Die Zubereitung enthält neben flüchtigen Anteilen ein nichtflüchtiges filmbildendes Gemisch. Die Zubereitung kann mindestens ein Harz als Lösung oder/und als Dispersion enthalten. Die Zubereitung kann neben Harz(en) mindestens einen anorganischen Zusatz in gelöster Form oder/und als feinverteiltes Pulver wie z. B. ein Carbonat, Chromat, Oxid, Phosphat, Silicat, Sulfat enthalten.The pretreatment agent can be a preparation which is a polymer dispersion with at least one resin from the group of acrylate, epoxy, phenol, polyester, Silicone polyester, polyurethane, styrene and resin based on urea-formaldehyde or their mixture or / and copolymer. The preparation contains in addition to volatile components, a non-volatile film-forming mixture. The preparation can contain at least one resin as a solution and / or as a dispersion. The In addition to resin (s), the preparation can contain at least one inorganic additive in solution Form or / and as a finely divided powder such. B. a carbonate, chromate, oxide, Contain phosphate, silicate, sulfate.
Das Vorbehandlungsmittel kann auch eine Harz-freie Zubereitung sein, wobei die Zubereitung Aluminium, Fluorid, Flußsäure, Phosphat, Phosphorsäure, drei- oderlund sechswertiges Chromat, Chromsäure, Silicat, Silan, Tannin, Titan, Zink, Zirkonium oder/und selbst organisierende Moleküle z. B. auf Basis von Phosphonaten, Carbonsäuren, Thiolen oder/und Silanen enthalten kann.The pretreatment agent can also be a resin-free preparation, the Preparation aluminum, fluoride, hydrofluoric acid, phosphate, phosphoric acid, tri- or lund hexavalent chromate, chromic acid, silicate, silane, tannin, titanium, zinc, zirconium or / and self-organizing molecules z. B. based on phosphonates, Can contain carboxylic acids, thiols and / or silanes.
Für den Auftrag auf ein metallisches Band kann für die eine Seite des Bandes ein anderes Vorbehandlungsmittel gewählt werden als für die andere Seite, wobei die nicht zur nachträglichen Lackierung vorgesehene Seite mit einem organisches Harz enthaltenden Vorbehandlungsmittel beschichtet werden kann. Hierbei wird ggf. z. B. nur eine Seite eines Bandes - z. B. die Oberseite - lackiert, während auf der entgegengesetzten Seite die Vorbehandlung als Endbehandlung wirkt.For the application on a metallic band one side of the band can be used different pretreatment agent are chosen than for the other side, the side not intended for subsequent painting with an organic resin containing pretreatment agent can be coated. Here, for. B. only one side of a volume - e.g. B. the top - painted while on the on the opposite side, the pre-treatment acts as a final treatment.
Nach dem Aufbringen des Behandlungsmittels kann die Schicht entweder teilgetrocknet oder durchgetrocknet werden. Dies kann - insbesondere bei gleicher Bandgeschwindigkeit und bei Nutzung vorhandener Öfen - durch eine kürzere Verweilzeit unter den aktiven Trocknungsbedingungen, durch eine geringere Temperatur im Ofen oder/und durch eine geringere Luftbewegung für Trocknung des Bandes umgesetzt werden.After application of the treatment agent, the layer can either be partially dried or thoroughly dried. This can - especially with the same Belt speed and when using existing furnaces - by a shorter one Residence time under the active drying conditions, due to a lower one Temperature in the oven and / or by a lower air movement for drying the Band are implemented.
Vorzugsweise wird mindestens eine Seite der vorbehandelten Oberfläche mit einer organischen Beschichtung überzogen, die in einer Zeit von 1 Sekunde bis zu 3 Minuten ausreichend aushärtet bzw. vernetzt, besonders bevorzugt in einer Zeit von 5 Sekunden bis 2 Minuten.At least one side of the pretreated surface is preferably covered with a organic coating coated in a time from 1 second to 3 Minutes sufficiently hardened or crosslinked, particularly preferably in a time of 5 Seconds to 2 minutes.
Für die Beschichtung der vorbehandelten Oberfläche wird bevorzugt ein Pulverlack aufgetragen und eingebrannt, insbesondere ein Pulverlack mit guten mechanischen Eigenschaften, hoher Kratzfestigkeit, guter Haftung und hoher Flexibilität in Bezug auf die Umformung. Der Pulverlack kann hierbei durch Sprühen, Wirbelsintern oder/und Powder Cloud Technology aufgebracht bzw. eingebrannt werden. Die Powder Cloud Technology wird u. a. in EP-A-0 678 466 beschrieben. Das Einbrennen kann anstelle der herkömmlichen Umlufttrocknung oder Schwebeumlufttrocknung insbesondere durch konduktive Trocknung bei magnetischen Werkstoffen bzw. durch Infrarottrocknung, insbesondere im Nahen Infrarot (NIR) erfolgen.A powder coating is preferred for coating the pretreated surface applied and baked, especially a powder coating with good mechanical Properties, high scratch resistance, good adhesion and high flexibility in terms of the transformation. The powder coating can be sprayed, fluidized bed or / and Powder Cloud Technology can be applied or burned in. The powder cloud Technology is u. a. in EP-A-0 678 466. Branding can take place instead the conventional circulating air drying or suspended circulating air drying in particular by conductive drying for magnetic materials or by Infrared drying, especially in the near infrared (NIR).
Die Vorbehandlungs- bzw. Behandlungsschicht kann nach vollständigem Trocknen eine Schichtdicke im Bereich von 0,1 bis 50 µm aufweisen, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 µm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 3 µm.The pre-treatment or treatment layer can after complete drying have a layer thickness in the range from 0.1 to 50 μm, preferably in the range from 0.5 to 10 µm, very particularly preferably in the range from 1 to 3 µm.
Die eingebrannte Lackschicht, die sich auf der Vorbehandlungsschicht befindet, kann nach dem Vernetzen eine Schichtdicke im Bereich von 5 bis 1000 µm aufweisen, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 400 µm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 60 µm. Bei der Verwendung von PVC-Plastisolen kann es sich empfehlen, eine Schichtdicke im Bereich von 100 bis 300 µm zu wählen.The burned-in lacquer layer, which is located on the pretreatment layer, can have a layer thickness in the range from 5 to 1000 μm after crosslinking, preferably in the range from 10 to 400 μm, very particularly preferably in the range from 15 to 60 µm. When using PVC plastisols it can be recommended to choose a layer thickness in the range of 100 to 300 µm.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einer bevorzugten Ausgestaltung ein Einschichtdecklack als einziger Lack auf das zu beschichtende Band aufgebracht.In a preferred embodiment, the method according to the invention uses a Single-layer topcoat applied as the only lacquer to the tape to be coated.
Mit dem Vorbehandlungsmittel kann eine Behandlungsschicht ausgebildet werden, die die Funktion einer Vorbehandlung und gleichzeitig einer Grundierung (Primer) übernimmt. Die Grundierung (Primer) übernimmt hierbei die Funktion des Korrosionsschutzes, der Haftung und der Flexibilität erfüllt, aber nicht in stärkerem Maß auch eine ästhetische Funktion.A treatment layer can be formed with the pretreatment agent the function of a pre-treatment and at the same time a primer takes over. The primer takes on the function of Corrosion protection, liability and flexibility met, but not in stronger Measure also an aesthetic function.
Bei dem Pulverlack kann ein Pulver für einen einfarbig unstrukturierten Überzug, ein Pulver für einen mehrfarbig unstrukturierten Überzug oder/und ein Pulver für einen mehrfarbig strukturierten Überzug verwendet werden.A powder for a monochrome, unstructured coating can be used in the powder coating Powder for a multicolored unstructured coating and / or a powder for one multicolored textured coating can be used.
Die beschichtete Oberfläche kann mindestens teilweise durch eine Folie oder Klebefolie geschützt werden, insbesondere vor mechanischer Beeinträchtigung z. B. während Lagerung, Transport und Weiterverarbeitung. The coated surface can be at least partially covered by a film or Adhesive film are protected, in particular from mechanical damage such. B. during storage, transportation and further processing.
Die beschichteten Körper können gegebenenfalls verformt, geschnitten - insbesondere in Längs- oder/und in Querrichtung geschnitten - und gegebenenfalls noch einmal verformt werden, wie z. B. gebörtelt, rollgeformt, tiefgezogen oder/und abgekantet werden.The coated bodies can optionally be deformed, cut - in particular cut lengthways and / or crossways - and if necessary be deformed again, such as. B. flanged, roll-formed, deep-drawn or / and be folded.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte können als Innen- und Außenverkleidungen, Geräteverkleidungen z. B. für Haushaltsgeräte und Kleinelektrogeräte, insbesondere mit dekorierter Außenverkleidung, Lochbleche insbesondere für Lautsprecher und Schallschutzverkleidungen, Raumteiler, Trennwände, Möbelelemente, Regale, Fahrzeug- und Flugzeuginnenverkleidungen wie z. B. Armaturenbretter, Rahmen und Rahmenkonstruktionen, Verblendungen, Beleuchtungskörper verwendet werden.The products produced by the process according to the invention can be used as Interior and exterior cladding, equipment cladding z. B. for household appliances and Small electrical appliances, in particular with decorated outer cladding, perforated sheets especially for loudspeakers and soundproofing panels, room dividers, Partitions, furniture elements, shelves, vehicle and aircraft interior linings such as B. dashboards, frames and frame constructions, facings, Lighting fixtures can be used.
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