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Abstreifmittel zur Entfernung überschüssigen Uberzugsmetalls beim
schmelzflüssigen Überziehen von Metallen und Verfahren zum schmelzflüssigen Überziehen
von Metallen Die Erfindung betrifft ein Hilfsmittel und ein Verfahren zum metallischen
Überziehen von Metallen, wie z. B. die Feuertauchverzinnung und die Weiß,blechherstel!ung
entweder durch Hand oder maschinell. Sie bezieht sich insbesondere auf ein öliges
Abstreifmittel und soll im wesentlichen durch Beschreibung in Verbindung mit dem
Abstreifen eines Zinnüberzuges erläutert werden.
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In der Praxis der Feuertauchverzinnung ist es üblich, Stahlbleche
durch ein Flußmittel und dann durch ein Bad von geschmolzenem Zinn zu ziehen sowie
anschließend, während sich das Zinn noch in flüssigem Zustand befindet, durch eine
Schicht eines öligen Abstreifmittels. Das 0I erreicht eine Temperatur von etwa
230 bis 29o° C. Das 01 streift den Überschuß des geschmolzenen Metalls
ab und fördert es in das Bad zurück. Das C)1 erzeugt auf dem Überzug auch einen
Film, der die Oxydation des Überzuges verhindert, der in diesem Zustande notwendigerweise
noch sehr heiß ist. Der Überzogene Stahl durchläuft dann Walzenpaare, die in Reihe
hintereinander -angeordnet sind. Diese Walzen glätten den Überzug und wirken als
Fördermittel für die Bleche durch das Zinnbad.
Als Abstreifmittel
oder -öl wurden bisher Triglyceride verwendet. Von diesen wurde am meisten Palmöl
benutzt.
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Schon lange lag der Bedarf für ein besseres Mittel als Palmöl vor.
Das anzuwendende Palmöl benötigt eine Vorbehandlung, die beachtliche Zeit kostet,
wie z. B. eine Behandlung q.o bis 8o Stunden lang bei erhöhter Temperatur von etwa
210 bis 26o° C. Weiterhin ist das Palmöl Veränderungen bei den sehr hohen Temperaturen
unterworfen, die bei der Anwendung als Abstreiföl auftreten. Das 01 erleidet
eine solche Zersetzung und Veränderung, daß es notwendig ist, in Abständen einen
beträchtlichen Teil des Öls durch frisches Öl zu ersetzen. Es ist allgemein üblich,
zum mindesten 25 % des Palmöls alle zwei Wochen zusätzlich zu dem Auffüllöl auszuwechseln,
das zugesetzt werden muß, um die Verluste auszugleichen, die durch den Ölfilm auf
dem überzogenen Blech entstehen. Es, entwickeln sich auch beträchtliche Mengen Dämpfe
und Gerüche durch das heiße Palmöl.
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An Stelle von Palmöl wurden für diesen Zweck auch verschiedene Öle
vorgeschlagen; wie . natürliche und hydrierte fette Öle, Talg und ähnliche. Diese
Materialien sind im ganzen gesehen, ebenso wie das Palmöl, nicht sehr vorteilhaft.
Sie weisen die obenerwähnten Nachteile auf und müssen ebenfalls in Abständen teilweise
ersetzt werden und steigen verhältnismäßig schnell unter den Verfahrensbedingungen
in ihrer Viskosität an.
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Es wurde nun gefunden, daß die Zugabe eines geringeren Anteils eines
Esters eines höheren einwertigen aliphatischen Alkohols mit einer höheren Fettsäure
zu dem fetten 01 nicht nur bessere Ergebnisse beim Abstreifen ergibt, sondern
auch den Ersatz der verbleibenden Triglyceride für Zeiträume von sechs Monaten oder
länger unnötig macht.
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Dje Erfindung betrifft ein Abstreifmittel für die Herstellung metallischer
Überzüge in einem heißen Tauchbad, z. B. in Form einer Mischung von beispielsweise
einer Lösung eines Triglycerids und eines Esters eines einwertigen Alkohols der
beschriebenen Art in Anteilen von etwa 1o bis 35 auf ioo Teile des gesamten Abstreifmittels.
Die Erfindung betrifft auch das beschriebene Verfahren, das dieses Abstreifmittel
auf Produkte, die mit geschmolzenem Metall überzogen werden, zur Anwendung bringt.
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Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
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Die verwendete maschinelle Vorrichtung und der zu überziehende Stahl
sind von üblicher Ausführung. Auch die angewendeten Verfahrensschritte sind die
üblichen, sonst ist es im einzelnen besonders betont.
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Einer der Vorteile der Anwendung der neuen Mischung des Esters einwertigen
Alkohols und Triglycerids an Stelle der vorher verwendeten Triglyceride besteht
in der Wirkung des Esters, selbst in geringen Anteilen die Änderung der Eigenschaften
der Triglyceride beispielsweise hinsichtlich der Viskosität in einem solchen Ausmaß
zu verringern, daß die Triglyceride im wesentlichen ständig die Eigenschaften in
ausreichendem Maße beibehalten, die für ein Abstreiföl notwendig sind. Wenn das
neue Abstreiföl an Stelle der vorher verwendeten Öle benutzt wird, bewirkt es eine
geringere \ Zersetzung der Triglyceride, weniger Dämpfe und Gerüche in der Umgebung
des Abstreifvorganges, einen besonderen Überzug und einen geringeren Anteil des
überzogenen Produktes, das wegen Fehlern im Überzug noch einmal durch die Fabrikation
gehen oder zu geringerem Gegenwert verkauft werden muß. Ein mit dem neuen Abstreifmittel
hergestellter Zinnüberzug hat eine bessere Schmelzverbindung als bei Verwendung
von Palmöl oder den anderen Triglyceriden allein, die:früher in der Praxis zu Anwendung
kamen. Während' dieser letztgenannte Vorteil sich im wesentlichen in der Konservendosenindustrie
auswirkt, wirken sich ein oder mehrere der aufgeführten Vorteile auf jedem Anwendungsgebiet
des Abstreiföls in der Feuertauchverzinnung der Weißblechindustrie aus.
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Die folgenden Werte für die Viskositätsänderung während der Gebrauchsdauer
geben ein Maß für die Stabilität eines Abstreifmittels, das aus 83 Teilen Triglycerid
und 17 Teilen des Esters eines einwertigen Alkohols besteht: Viskosität des Originalmittels
57 Sek. Sayboldt bei 99° C.
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Viskosität derselben Mischung nach sechsmonatigem Gebrauch bei Temperaturen
von annähernd 235° C: 85 Sekunden.
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Während dieser sechsmonatigen Versuchsdauer wurden keine Zusätze des
Abstreifmittels gemacht mit Ausnahme der Teile, die zum Ausgleich für das verlorene
oder verbrauchte 01 dienten, die notwendigerweise bei dem Verfahren auftreten.
Die Menge des Abstreifmittels, die zum Ausgleich der Verluste und des Verbrauches
notwendig war, belief sich nur ungefähr auf die Hälfte der Menge, die in einem gleichlaufenden
Vergleichsversuch der gleichen Dauer mit Palmöl notwendig war einschließlich des
in Abständen notwendigen Ersatzes des letzteren. Weiterhin ist der Endwert der Viskosität
von 85 _ Sekunden des erfindungsgemäßen Mittels in dem obererwähnten Versuch für
die Praxis noch völlig ausreichend, sogar für frisches Öl, da es üblich ist, mit
Palmöl das Verfahren durchzuführen, das schon anfangs eine Viskosität von etwa 72
Sekunden oder etwas mehr aufweist.
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Was die verwendeten Materialien anbelangt, so soll das Triglycerid
ein Fett sein, das annähernd oder völlig gesättigt ist. Bei Anwendung maschineller
Tauchverfahren soll das Triglycerid .eine Jodzahl unter 3o aufweisen. Für Handtauchverfahren
kann die Jodzahl höher sein, soll aber im wesentlichen nicht höher als 6o liegen.
Beispiele für zweckmäßige Triglyceride sind hydrierteFischöle,, wie z. B. Öle von
Haifischen, Sardinen, Pilchards, Kabeljau, Hering oder Walöl; hydrierte pflanzliche
Öle, wie z. B. Soja-, Baumwollsamen-, Erdruß- und. Rapsöl; hydrierte tierische Öle,
wie z. B. hydrierter Talg, Schmalz oder Schmalzöl. .
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Der Ester des einwertigen Alkohols, der, wie oben erwähnt, mit dem
Triglycerid gemischt
werden soll, muß ein Ester eines höheren einwertigen
aliphatischen Alkohols mit einer höheren Fettsäure sein. Der in dem Ester enthaltene
Alkohol enthält zweckmäßig 12 bis 22 Kohlenstoffatome im Molekül, und die höhere
Fettsäure weist vorteilhaft ebenfalls 12 bis 22 Kohlenstoffatome in ihrem Molekül
auf. Als Beispiele für den Alkohol seien genannt: n-Dodecanol, n-Tetradecanol, n-Hexadecanol
und n-Octadecanol. Beispiele für die in den Estern verwendeten Fettsäuren, sind:
n-Tetradecansäure, n-Hexadecansäure, n-Octadecansäure, n-Eikosansäure (Arachinsäure)
und n-Dokosaiisäure (Behensäure). Isomere und Homologe dieser Alkohole und Säuren
können innerhalb der angegebenen Kohlenstoffatomzahlen verwendet werden. Beispiele
von Estern, die die Anforderniss-e erfüllen und Alkohole und Säuren der beschriebenen
Art enthalten, sind im älteren System der Nomenklatur: Cetylpalmitat, -stearat und
-myristat; Stearylstereat und -palmitat; Myristylstearat und -palmitat; Spermacet
und der Ester des höheren einwertigen Alkohols des jojobaöls.
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Diese Ester können synthetisch hergestellt sein. Sie können entweder
einzeln oder in Mischung miteinander verwendet werden, wie z. B. in der natürlich
vorkommenden Form oder in Mischungen aus den verschiedenen Komponenten. Eine handelsübliche
Form solcher Ester, die vorteilhaft angewandt wurde, ist hydriertes Sperma.cetöl.
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Das hydrierte Spermacetöl enthält etwa 65% Ester der höheren aliphatischen
Alkohole mit den höheren Fettsäuren und etwa 35% Triglyceride.
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Was die Anteile anbelangt, so mußten zum mindesten io Gewichtsteile
des Esters der beschriebenen Art auf ioo Teile der Gesamtmischung mit den Triglyceriden
angewendet werden, wenn die gewünschte Stabilität der Mischung bei Anwendung unter
liolieti Temperaturen, auf die das Abstreifmedium leim Gebrauch kommt, erzielt werden
soll.
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Man kann bis auf 35 Teile Ester auf ioo Teile der Mischung gehen.
Die Auswahl des speziellen Anteils des Esters innerhalb der Größenordnung v011 10
1>1s 35% wird durch die Eigenschaften bestimmt, die in dem einzelnen Verfahren erreicht
werden sollen. In dem obenerwähnten Beispiel, bei dem das Abstreifmittel bei einer
Feuertauchverzinnung sechs Monate lang verwendet wurde, belief sich der Anteil auf
25 Teile hydrierten Spermacetöls. Dies entspricht annähernd 17 Teilen des Esters
des einwertigen Alkohols auf 83 Teile hydrierten Seetieröls.
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In einigen Fällen kann. man die Bleche oder die anderen Artikel, die
durch die beschriebene Feuertauchmethode überzogen sind, vor dem Durchgang durch
das Abstreiföl abkühlen lassen. In diesem Falle wird das öl getrennt auf
230 bis 29o° C erhitzt, so daß das erhitzte 01 seinerseits den Überzug
wieder erwärmt und ihn in einen geeigneten Zustand für das Abstreifen bringt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und Abstreifmittel kann auch bei der
Abänderung der Feuertauchüberzugsmethode verwendet werden. Bei dieser Abänderung
wird der Metallüberzug elektrolytisch aufgebracht, und die überzogenen Artikel werden
mittels eines Durchgangs durch erwärmtes Abstreiföl der beschriebenen Art und der
genannten Temperatur glänzend gemacht.
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Bei der Weißblechherstellung wird ein Abstreifmittel verwendet, das
dieselben Materialsorten enthält, und zwar in gleichen Anteilen, wie oben im Zusammenhang
mit der Feuertauchverzinnung beschrieben wurde. Es wurde als Abstreifmittel bei
dem Überziehen von Stahlblech mit einer geschmolzenen Mischung von 85 Teilen Blei
und 15 Teilen Zinn verwendet, wobei die Vorrichtungen und die Verfahrersschritte
bei der Herstellung von Weißblech die üblichen sind, mit Ausnahme der Verwendung
des neuen Abstreifmittels, und das Verfahren ist ein geeignetes kontinuierliches
Weißblechherstellungsverfahren. Die Vorteile bei der Verwendung des erfindungsgemäßen
Abstreifmittels sind ähnlich wie die, welche im einzelnen oben in Verbindung mit
den Verzinnungsverfahren beschrieben wurden.
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Die Mischung hydrierter fetter 051e und Ester einwertiger Alkohole
kann für die oben beschriebene Anwendung durch Hydrieren verschiedener Arten von
Haifischöl, Tümmleröl, Seehundöl oder ähnlichen hergestellt werden, wobei das für
die Hydrierung gewählte Naturprodukt ein solches sein kann, das von Natur aus den
einwertigen Ester in Anteilen von io bis 35 Teilen auf ioo Gewichtsteile CRI enthält.