DE69201334T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von metallurgischen Gegenständen mit Polymerschichten und daraus hergestelltes Produkt. - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von metallurgischen Gegenständen mit Polymerschichten und daraus hergestelltes Produkt.

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DE69201334T2
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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die Beschichtung von metallurgischen Produkten, insbesondere von Stahlblechen, im Hinblick auf die letztliche Anbringung einer Schicht eines Farbauftrages auf ihnen.
  • Zur Zeit müssen Stahlbleche, die man zu einem dekorativen Zwecke und/oder für den Schutz gegen Korrosion mit einer Schicht eines Farbauftrages überziehen möchte, eine Behandlung durchmachen, die die folgenden, bei Vorliegen des Bleches als Coils fortlaufend durchgeführten, Etappen aufweist. Das Blech, das je nach dem Falle unbedeckt oder bereits mit einer Zinkschicht überzogen (galvanisiert) ist, wird zunächst einer Präparierung seiner Oberfläche unterzogen. Diese Präparierung umfaßt eine Reinigungsphase und dann eine Phase einer oberflächlichen chemischen Umwandlung. Diese letztere Phase besteht aus einer Phosphatierung, d.h. einer Bildung eines amorphen Eisenphosphates an der Oberfläche, wenn das Blech unbedeckt ist, oder einer Chromatierung, wenn das Blech ein galvanisiertes Blech ist. Diese Phase der chemischen Umwandlung hat den Zweck, die Anhaftung der organischen Schicht, der sog. Grundschicht des Farbauftrages, zu gestatten, die während der nachfolgenden Etappe aufgetragen wird. Die Grundschicht ist meistens ein Epoxy- oder Vinylharz und wird mittels einer Lackieranlage in einer Schicht einer Dicke von etwa 15 bis 50 um aufgetragen. Das Produkt durchläuft sodann einen Einbrennofen, und die Dicke der trockenen Grundschicht geht auf etwa 5 um über. Eine zweite Lackieranlage bringt sodann eine Farbschicht auf, deren Dicke je nach dem Gebrauch des Produktes und der Art des verwendeten Farbanstriches variiert. Diese Schicht wird schließlich in einem zweiten Ofen getrocknet.
  • Was diejenigen Produkte anlangt, die als Einheit zu beschichten sind (bereits geschnittene Bleche, Stücke verschiedener Formen), werden ähnliche Arbeitsvorgänge in diskontinuierlicher Weise durchgeführt.
  • Die große Anzahl an den einzelnen, eben genannten Vorgängen macht die Anlagen, auf denen diese Behandlungen durchgeführt werden, kompliziert und teuer. Die Brennetappen, die den Lackierungen folgen, sind überdies große Energieverbraucher.
  • Das Ziel der Erfindung ist es, das Verfahren zum Aufbringen eines Farbauftrages auf stahlmetallurgische Produkte zu vereinfachen und dabei den Energieverbrauch zu verringern.
  • Zu diesem Zwecke hat die Ertindung ein Verfahren zur Beschichtung eines metallurgischen, insbesondere eines stahlmetallurgischen, Produktes zum Gegenstand, bei dem man an der Oberfläche des Produktes eine erste, das Produkt gegen Korrosion schützende Schicht eines ersten organischen Polymers, wie eines Polysilans oder eines Polysiloxans, bildet indem die Oberfläche einem Plasma niedriger Temperatur in einer Behandlungsatmosphäre ausgesetzt wird, die das Monomer des ersten Polymers in gasförmigem Zustande enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf der ersten Schicht eine zweite Schicht eines zweiten Polymers bildet, das eine gute Benetzbarkeit der Oberfläche aufweist, indem die Oberfläche einem Plasma in einer Atmosphäre ausgesetzt wird, die das Monomer des zweiten Polymers in gasförmigem Zustande enthält.
  • Die Erfindung hat auch Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstande, wie sie durch Anspruch 4 definiert sind, sowie die so erhaltenen Produkte, wie sie durch den Anspruch 5 definiert sind.
  • Wie zu verstehen sein wird, besteht das Verfahren darin, daß man zuerst in bekannter Weise eine Beschichtung des Produktes mittels eines Plasmas niedriger Temperatur mit einem Polymer vornimmt, wie einem Polysilöxan oder einem Polysilan, um die Ansehnlichkeit seiner Oberfläche und die Beständigkeit gegen Korrosion oder Abrasion zu verbessern. Man führt sodann auf dieselbe Weise die Ablagerung einer zweiten Polymerschicht auf dieser ersten Polymerschicht auf. Diese hat die Besonderheit, eine gute Benetzbarkeit aufzuweisen und so die letztliche Aufbringung einer Farbschicht möglich zu machen, die dann gute Hafteigenschaften auf dem Produkt haben wird. Polyacrylnitril stellt ein Beispiel eines solchen Polymeres dar.
  • Die Erfindung wird auf Grund der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die in der Folge beigefügten Zeichnungen besser verständlich:
  • - die Figur 1 zeigt schematisch eine Schnittansicht eines Beispieles einer erfindungsgemäßen Anlage, die die Behandlung von Metallblechen als Einheit gestattet;
  • - die Figur 2 veranschaulicht schematisch eine Anlage, die die fortlaufende Behandlung von Metallblechen auf Coils erlaubt;
  • - die Figur 3 stellt schematisch eine Variante der Anlage nach Fig. 2 dar.
  • Unter den Polymeren, die abgelagert werden können, läßt sich Polystyrol nennen, welches dazu benützt wird, um das den Untergrund bildende Metall gegen Korrosion zu schützen (siehe beispielsweise das Dokument JP 02104669). Alkanpolymere und halogenierte Alkane werden ebenfalls abgelagert, um die Oberflächenhärte des den Untergrund bildenden Metalles zu erhöhen (siehe das Dokument JP 611190526). Die Polysilane und die Polysiloxane haben sich als besonders interessante Polymere für verschiedene Anwendungen erwiesen. Tatsächlich werden die Verbindungen Si-C wegen der Härte interessant, die sie dem Polymer verleihen, und ihre Verbindungen Si-O sind wegen des Schutzes gegen Korrosion interessant (siehe das Dokument US 4981713, dessen Merkmale dem Oberbegriffe der beigefügten Patentansprüche 1 und 5 entsprechen). Man könnte also meinen, sie für den Oberflächenschutz metallischer Materialien einzusetzen, die dazu bestimmt sind, anschließend mit einem Farbauftrag überzogen zu werden, beispielsweise für unbedeckte oder galvanisierte Stahlbleche, die für die Automobilindustrie bestimmt sind, oder für den Bau bestimmte Profile. Leider weisen die Polysilane und Polysiloxane nur eine mäßige Benetzbarkeit auf, und es ist nicht vorstellbar, darauf unter guten Bedingungen einen Farbauftrag auf zubringen.
  • Die von den Erfindern in Anspruch genommene Lösung besteht in der Durchführung einer Ablagerung durch ein Plasma niedriger Temperatur von Polysiloxan oder Polysilan (oder jedes anderen, ähnliche Vor- und Nachteile aufweisenden Polymers) auf dem metallischen Produkt und in der anschließenden Aufbringung einer Ablagerung einer Schicht eines zweiten Polymers durch dasselbe Verfahren, welche ihrerseits hydrophile Eigenschaften sowie eine gute Anhaftung auf der ersten Ablagerung aufweist. Polyacrylnitril ist ein Beispiel eines Polymers, welches derartige günstige Eigenschaften aufweist.
  • Die Ablagerung organischer Polymere auf metallischen Materialien unter Verwendung von Verfahren mit kaltem Plasma, gemäß dem Oberbegriffe des Anspruches 1, ist heute wohlbekannt, beispielsweise durch das Dokument US 4981713. Sein Prinzip ist das folgende. Zwei Elektroden werden in einem abgedichteten Raume angeordnet, und in den zwischen den Elektroden gelegenen Raume legt man das zu beschichtende Produkt, das auch eine der Elektroden selbst bilden kann oder mit dieser fest verbunden sein mag. Man evakuiert den Raum, worauf man das Monomer desjenigen Polymers in gasförmigem Zustande einführt, das man auf dem Produkt ablagern möchte, während man den Gesamtdruck in dem Raume weiterhin auf einem Werte in der Größenordnung von 0,1 bis 1000 Pa hält. Sodann legt man an die Elektroden einen Wechselstrom niedriger Frequenz (in der Größenordnung von 2500 bis 50000 Hz) oder mit Radiofrequenz (in klassischer Weise 13,56 MHz). Daraus ergibt sich die Ausbildung eines Plasmas niedriger TemPeratur (das im Gegensatze zu den Plasmas mit thermonuklearer Fusion bzw. den "heißen Plasmas" so genannt wird), die in dem Raume, und insbesondere zwischen den Elektroden, in der Größenordnung von etwa 20 bis 700ºC liegt. Unter der Wirkung des Plasmas, und zwar durch chemische Reaktionen, deren Mechanismen noch nicht vollständig geklärt sind, findet eine Ablagerung einer Polymerschicht des in den Raum eingebrachten Monomeres auf dem metallurgischen Produkte statt. Die Dicke dieser Schicht wächst in regelmäßiger Weise mit der Zeit, bis sie die Werte von einigen hundert bis einigen tausend Å erreicht.
  • Ähnliche Ergebnisse können erhalten werden, indem man an die beiden Elektroden eine Gleichspannung anlegt (das sog. "Kathoden-Sputtering-Verfahren"). Das zu beschichtende Stück kann also an der Anode angeordnet werden.
  • Die erste fortlaufende Polymerschicht übt gleichzeitig die Schutzfunktion gegen die Korrosion aus, für welche Funktion eine einzige hydrophile Polymerschicht viel weniger wirksam wäre.
  • Die Figur 1 stellt schematisch eine für die eben beschriebene Behandlung geeignete Vorrichtung dar.
  • Der abgedichtete Raum 1 ist mit zwei Elektroden 2, 3 versehen. Die Elektrode 2 ist mit einem Wechselstromgenerator 4 verbunden, während die Elektrode 3 geerdet ist. Der elektrische Teil der Anlage weist auch nicht dargestellte Einrichtungen zum Messen und für die Steuerung der elektrischen Parameter jener Art auf, die für gewöhnlich bei Anlagen für die Behandlung mittels eines Plasmas niedriger Temperatur angetroffen werden, die mit Wechselstrom arbeiten. Man kann so die Spannung zwischen den Elektroden und die Stärke des sie durchsetzenden Stromes regeln. Das zu beschichtende Metallblech 5 wird an der Elektrode 2 angeordnet und wird an seiner zu beschichtenden Fläche der Atmosphäre des Raumes ausgesetzt. Diese Atmosphäre wird mittels einer Pumpe 6 gesteuert, welche es gestattet, den Gesamtdruck innerhalb des Raumes 1 im Bereiche von 0,1-1000 Pa zu halten, sowie mittels einer Einrichtung, die das Injizieren gasförmigen Monomers in den Raum erlaubt. Diese Anlage umfaßt einen Vorratsbehälter 7, welches dasjenige Monomer beinhaltet, dessen Polymer dazu bestimmt ist, die erste Schicht am Bleche 5 zu bilden. Dieses Monomer ist beispielsweise ein Siloxan, wie Hexamethyl-Disiloxan, und befindet sich unter derartigen Temperatur- und Druckverhältnissen, daß es äus dem Vorratsbehälter 7 im gasförmigen Zustande entweicht. Seine Durchflußmenge wird durch ein Ventil 8 gesteuert.
  • Vor dem Eintritt in den Raum 1 durchströmt das Gas eine Mischkammer 9. Die Vorrichtung weist überdies einen zweiten Vorratsbehälter 10 auf, der das Monomer desjenigen Polymers enthält, das zur Bildung der hydrophilen Schicht am Bleche 5 bestimmt ist. Dieses Monomer kann beispielsweise Acrylnitril sein und befindet sich ebenfalls wenigstens teilweise im gasförmigen Zustande innerhalb des Vörratsbehälters 10. Das Ventil 11 erlaubt es, seine Austrittsmenge vor dem Eintritt in die Mischkammer 9 und dann in den Raum 1 zu steuern. Es versteht sich, daß die Vorrichtung auch mit allen bekannten, nicht dargestellten, aber notwendigen Einrichtungen für die jeweilige Durchströmmengen der Monomere versehen ist.
  • Die Vorrichtung wird, wie folgt, verwendet. Mit Hilfe der Pumpe 6 wird zunächst im Raume das Vakuum bis zu einem Drucke in der Größenordnung von 1 Pa erzeugt. Sodann wird das erste Monomer, ausgehend vom Vorratsbehälter 7 durch die Öffnung des Ventiles 8 in den Raum eingelassen. Sobald sich sein Partialdruck auf den gewünschten Wert eingestellt hat, setzt man den Vorgang der Bildung eines Plasmas in Gang, indem man eine Differenz an Wechselpotential an die Elektroden 2 und 3 legt, was zur Wirkung hat, daß die Ablagerung der ersten Polymerschicht am Bleche 5 veranlaßt wird. Der Vorgang wird über eine so lange Zeit fortgesetzt, als notwendig ist, um am Bleche 5 eine Ablagerung gewünschter Dicke zu erhalten. Das nicht verbrauchte gasförmige Monomer wird durch die Pumpe 6 aus dem Raume 1 herausgesaugt. Es tritt somit in einen Abscheider 12 mit flüssigem Stickstoff, der es kondensiert und seine Wiedergewinnung gestattet. Sobald die gewünschte Dicke der ersten Schicht erreicht ist, wird das Ventil 8 geschlossen und das Ventil 10 geöffnet: Man läßt so das zweite Monomer, ausgehend vom Vorratsbehälter 10, in den Raum 1 eindringen. Dieses Monomer bildet am Bleche die hydrophile Polymerschicht, sobald es einmal polymerisiert ist. Das nicht verbrauchte Monomer wird ebenfalls aspiriert und in einen zweiten Abscheider 13 mit flüssigem Stickstoff gesandt. Während der kurzem. Übergangsperiode, während welcher die beiden Monomere gleichzeitig im Raume 1 vorhanden sein können, werden die aus dem Raume austretenden Gase in einen dritten Abscheider 14 mit flüssigem Stickstoff gesandt, wo alle beide Monomere kondensieren. Dies erlaubt es, in den anderen Abscheidern 12, 13 nur die Monomere in reinem Zustande aufzufangen. Die im dritten Abscheider gewonnene Mischung wird sodann einer Trennbehandlung unterworfen, worauf die Monomere anschließend wiederverwendet werden können. Das Zuleiten der aus dem Raume 1 austretenden Gase zu den verschiedenen Abscheidern wird durch die Schließventile 15, 16, 17 bestimmt. Es ist ebenso möglich, zwischen den Phasen der Ablagerung der beiden Schichten den Betrieb völlig anzuhalten, was die Übergangsperiode der gleichzeitigen Anwesenheit beider Monomere vermeidet und den dritten Abscheider 14 erübrigt.
  • Das zuvor erläuterte Verfahren der Anwendung führt zur Bildung einer echten Zwischenschicht zwischen den Polymeren. Es existiert nun ein Risiko einer ungenügenden gegenseitigen Anhaftung der beiden Schichten, wenn ihre jeweiligen Eigenschaften schlecht übereingestimmt wurden. Um diese Anhaftung zu verbessern, kann man eine "diffuse Grenzschicht" zwischen den Schichten schaffen, indem man auf die folgende Weise vorgeht. Am Ende der Bildung der ersten Schicht vermindert man die Durchflußmenge des ersten Monomers durch progressives Schließen des Ventiles 8, während man das Ventil 11 graduell öffnet, welches die Zufuhr des zweiten Monomers in den Raum 1 steuert. Die Kammer 9 erlaubt es, die beiden Monomere miteinander zu vermischen, bevor sie in den Raum 1 eintreten. Während der Zeit des gleichzeitigen Öffnens der beiden Ventile 8 und 11 lagern sich die beiden Monomere am Bleche 5 in Verhältnissen ab, die von der jeweiligen Durchflußmenge der Monomere abhängen, wobei sich der Anteil des zweiten Polymers in der Mischung progressiv vergrößert. Man erzeugt so eine als "diffuse Grenzschicht" bezeichnete Zone, in welcher die beiden Polymere innig miteinander vermischt sind, wobei der Anteil des zweiten Polymers in der Mischung sich in dem Maße steigert, in dem man sich der freien Oberfläche der Ablagerung nähert. Während dieses Zeitabschnittes werden die den Raum 1 verlassenden Gase zum Abscheider 14 gesandt, wo die beiden Monömere kondensiert werden, wie man zuvor gesehen hat. Nach vollständigem Schliefen des Ventiles 8 wird, wie bei der vorherigen Anwendungsweise, bis zum Erhalt der gewünschten Dicke nur mehr das hydrophile Polymer abgelagert.
  • Die soeben beschriebene Vorrichtung wird auf die Behandlung einzelner Stücke angewandt, wie auf bereits geschnittene Bleche, die auf nur einer ihrer Oberflächen beschichtet werden. Falls man wünscht, beide Flächen des Bleches mit dem Polymer zu beschichten, braucht man das Blech nur zwischen den beiden Elektroden anzuordnen und nicht im Kontakt mit einer von ihnen. Auf diese Weise können die beiden Flächen sodann unter guter Anhaftung des Farbauftrages lackiert werden. Man kann ebenso wählen, nur eine einzige der mit Polymeren beschichteten Flächen zu lackieren, während die Beschichtung der anderen Fläche unüberdeckt gelassen wird, die nur die Rolle eines Schutzes spielt, beispielsweise gegen Korrosion.
  • Man kann ebenfalls wünschen, auf Coils vorliegende vorbeigeführte Bleche fortlaufend zu beschichten. Die Figur 2 zeigt schematisch eine Anlage, die an eine solche Behandlung angepaßt und in ihrem allgemeinen Aufbaue analog jener ist, die in der Einleitung des Dokumentes US 4803947 beschrieben ist und welche eine Vorrichtung jener Art zeigt, die zwei voneinander abgedichtet getrennte Räume aufweist, von denen ein jeder mit Einrichtungen zum Erzeugen eines Plasmas niedriger Temperatur versehen ist und von denen der erste Raum mit Einrichtungen zum Einführen des Monomers eines ersten Polymers in gasförmigem Zustande und der zweite Raum mit Einrichtungen zum Einführen des Monomers eines zweiten Polymers in gasförmigem Zustande ausgestattet ist, wobei Einrichtungen zum fortlaufenden und aufeinanderfolgenden Hindurchführen des zu beschichtenden Produktes durch das Innere der Räume vorgesehen sind. Sie ist von zwei aneinandergefügten Räumen 18, 19 gebildet, von denen ein jeder ein Paar von Elektroden 20, 21 und 22, 23 aufweist, die an Wechselstromgeneratoren 24, 25 angeschlossen sind. Diese Räume 18, 19 sind jeweils an eine Pumpe 26, 27 angeschlossen, die die Regulierung ihres Innendruckes zwischen etwa 0,1 und 1000 Pa gestattet, sowie Abscheider 28, 29 mit flüssigem Stickstoff. Der Raum 18 ist mit einem Vorratsbehälter 30 verbunden, der das erste Monomer enthält und mit einem Ventil 33 versehen ist. Das zu beschichtende Blech 34, das zuvor auf einem Coil 35 konditioniert wurde, wird durch nicht dargestellte bekannte Einrichtungen vorbeigeführt und durchquert nacheinander die beiden Räume 18, 19, bevor es sich nach dem Austritt aus dem Raume 19 auf einen Coil 36 aufrollt. Es sind Einrichtungen vorgesehen, üm an den Stellen des Eintrittes und des Austrittes des Bleches 34 die Abdichtung der Räume 18 und 19 untereinander sowie nach außen hin zu garantieren. Ebenso sind nicht dargestellte Einrichtungen vorgesehen, um den Kontakt zwischen dem Bleche 34 und den Elektroden 20 und 22 zu sichern. Wie zuvor kann man ebenfalls wählen, beide Oberflächen des Bleches 34 zu beschichten, indem man es zwischen den Elektroden ohne Kontakt mit einer von ihnen hindurchlaufen läßt. Eine andere Art der Ausführung der Beschichtung der beiden Flächen besteht darin, in jedem Raume ein zweites Paar von Elektroden vorzusehen, das symmetrisch zum ersten wirkt. Der Raum 18 ist der Ort der Ablagerung des ersten Polymers (beispielsweise Polysilan oder Polysiloxan), und der Raum 19 ist der Ort der Ablagerung des hydrophilen Polymers (wie Polyacrylnitril). In diesem Falle besteht eine echte Trennung zwischen den beiden Schichten. Man kann ebenso die Räume voneinander entfernen, um eventuelle Abdichtungsprobleme zwischen ihnen zu vermeiden. Eine derartige Anordnung hätte jedoch den Nachteil, die Oberfläche des ersten Polymeres der freien Luft auszusetzen, was das Risiko einer unvorhersagbaren Verschmutzung für das gute Anhaften der hydrophilen Polymerschicht mit sich bringt.
  • Es versteht sich, daß das vorbeilaufende Blech 34 vor oder nach seinem Durchlaufe durch die Räume 18 und 19 auch anderen Behandlungen unterworfen werden kann. Diese sind durchaus integrierbar, beispielsweise eine Lackierlinie, die stromaufwärts der Räume 18 und 19 eine Reinigungsanlage für das Blech 34 und stromabwärts eine Lackiereinrichtung und ihr gewöhnliches Zubehör (Ofen, Kühler, Trockner) zum Aufbringen der Schichte eines Farbauftrages aufweisen würde. Die erfindungsgemäße Einrichtung würde die Phosphatierungs- oder Chromatierungsanlage sowie die den Grundanstrich aufbringende Lackiereinrichtung ersetzen, die bei herkömmlichen Lackierlinien ebenso vorhanden sind, wie ihr Zubehör.
  • Falls man bei einer derartigen Anlage wünscht, zwischen den beiden Polymerschichten eine Zwischenschicht zu erzeugen, die der diffusen Grenzschicht entspricht, von der zuvor die Rede war, kann man gemäß Anspruch 4 zusätzlich zur Anlage der Figur 2 einen Raum anordnen, wie es in Figur 3 dargestellt ist. In diesem zusätzlichen Raume wird die Ablagerung einer Schicht durchgeführt, die gleichzeitig beide Polymere aufweist. In Figur 3 sind die der Figur 2 gemeinsamen Organe mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Der zusätzliche Raum 37 ist zwischen die Räume 18 und 19 eingesetzt. Wie diese, ist er mit Elektroden 38, 39 ausgestattet, die an einen Wechselstromgenerator 40 angeschlossen sind, wobei das vorbeilaufende Blech 34 mit der Elektrode 38 in Kontakt steht. Eine Pumpe 41 sichert die Aufrechterhaltung des gewünschten Druckes im Raume 37, und ihr Kreislauf umfaßt einen Abscheider 42 mit flüssigem Stickstoff. Der Raum 37 wird durch eine Mischkammer 43 mit Monomeren versorgt, die mit den beiden die Monomere enthaltenden Vorratsbehältern 30 und 32 verbunden ist, deren Ventile 44 und 45 die Regelung der jeweiligen Anteile in der Mischung (beispielsweise von 50-50 Massen-%) gestatten. Diese gelangt in den Raum 37 und wird in polymerisierter Form an der Oberfläche des Bleches 34 abgelagert, das zuvor im Raume 18 mit dem ersten Polymer überzogen worden ist. Man erzeugt so eine gemischte Schicht, an der das danach im Raume 19 abgelagerte hydrophile Polymer besser anhaften wird als an einer reinen Schicht des ersten Polymers. Es versteht sich, daß es möglich ist, die Anzahl der zwischen die Räume 18 und 19 eingesetzten Räume zu vervielfachen, so daß mehrere Mischschichten erzeugt werden, deren Gehalt an hydrophilem Polymer anwächst. Man nähert sich damit wieder dem Vorteile einer diffusen Grenzschicht, die man während einer diskontinuierlichen Behandlung in einem einzigen Raume erzeugen kann, wie zuvor beschrieben wurde.
  • Bei allen diesen Vorrichtungen kann die Dicke der verschiedenen Schichten durch Veränderung der Behandlungszeit geregelt werden (d.h. bei den Vorrichtungen für eine fortlaufende Behandlung der Verweilzeit in den verschiedenen Räumen) sowie durch die elektrischen Parameter der Anlage. Beispielshalber kann ein zu läckierendes Blech nacheinander mit einer Schicht von 500 Å bis 2 um Polysiloxan oder Polysilan und von 100 Å Polyacrylnitril, bei einer diffusen Grenzschicht von 100 Å, beschichtet werden. Wie man sieht, reicht eine sehr geringe Schicht aus hydrophilem Polymer aus, um-letztlich eine gute Anhaftung des Farbauftrages zu gestatten.
  • Im Rahmen der beigefügten Patentansprüche kann man sich Varianten der zuvor beschriebenen Anlage vorstellen. Beispielsweise können die Plasmas durch an die Elektroden angelegte Gleichströme erzeugt werden. Im Falle der Verwendung eines Wechselstromes kann das zu beschichtende Blech mit der geerdeten Elektrode in Kontakt gebracht werden. Ebenso kann man nicht nur Bleche behandeln, sondern Materialien verschiedener Formen, beispielsweise Profile, die für den Bau bestimmt sind, bei denen es mehr und mehr üblich wird sie mit einem Farbauftrag zu versehen. In diesem Falle muß man sicherstellen, daß die Verteilung der Polymerablagerungen über das gesamte Produkt auf homogene Weise erfolgt, indem man beispielsweise Einrichtungen zur Durchführung einer gleichmäßig Verteilung des Plasmas in jedem Bereiche des Vorhandenseins von Produkt vorsieht, oder indem man den Elektroden Formen verleiht, die denjenigen des Produktes angepaßt sind.
  • Die Erfindung läßt sich auf alle jene Fälle anwenden, in denen man für einen durch ein Polymer, beispielsweise gegen Korrosion oder Abnützung, geschützten metallischen Gegenstand eine äußere Oberfläche zu erhalten wünscht, die gute Benetzungseigenschaften aufweist.

Claims (8)

  1. -1) Verfahren zur Beschichtung eines metallurgischen, insbesondere stahlmetallurgischen, Produktes, bei dem man an der Oberfläche des Produktes eine erste Schicht eines ersten organischen Polymers, wie eines, Polysilans oder eines Polysiloxans, bildet indem die Oberfläche einem Plasma niedriger Temperatur in einer Behandlungsatmosphäre ausgesetzt wird, die das Monomer des ersten Polymers in gasförmigem Zustande enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man auf der ersten Schicht eine zweite Schicht eines zweiten Polymers bildet, das eine gute Benetzbarkeit der Oberfläche aufweist, indem die Oberfläche ebenfalls einem Plasma in einer Atmosphäre ausgesetzt wird, die das Monomer des zweiten Polymers in gasförmigem Zustande enthält.
  2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Polymer Polyacrylnitril ist.
  3. 3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bildung der zweiten Polymerschicht durch Einführen in eine Behandlungsatmosphäre durchführt, die anfänglich das Monomer nur des ersten Polymers, einen sich steigernden Anteil des Monomers des zweiten Polymers enthält, und daß man den Vorgang beendet, indem man in die Behandlungsatmosphäre nur mehr das Monomer des zweiten Polymers einführt.
  4. 4) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, jener Art, die zwei voneinander abgedichtet getrennte Räume (18,19) aufweist, von denen ein jeder mit Einrichtungen (20,21,22,23,24,25) zum Erzeugen eines Plasmas niedriger Temperatur versehen ist und von denen der erste Raum (18) mit Einrichtungen (30,31) zum Einführen des Monomers des ersten Polymers in gasförmigem Zustande und der zweite Raum (19) mit Einrichtungen (32,33) zum Einführen des Monomers des zweiten Polymers in gasförmigem Zustande ausgestattet ist, wobei Einrichtungen zum fortlaufenden und aufeinanderfolgenden Hindurchführen des zu beschichtenden Produktes durch das innere der Räume (18,19) vorgesehen sind, und die so ausgebildet ist, daß sie wenigstens einen zusätzlichen, an der Bahn des Produktes (34) zwischen den genannten Räumen (18,19) gelegenen, von diesen Räumen (18,19) abgedichtet getrennten Raum aufweist, der mit Einrichtungen (38,39,40) ,zum Erzeugen eines Plasmas niedriger Temperatur, mit Einrichtungen (43 44, 45) zur gleichzeitigen Einführung der Monomere in diesen Raum und mit Einrichtungen zum Regulieren der relativen Mengen der Monomere versehen ist.
  5. 5) Metallurgisches Produkt, das mit einer durch eine Oberflächenbehandlung mittels eines Pläsmas niedriger Temperatur abgelagerten Schicht eines ersten, ihn gegen Korrosion schützenden Polymers, wie einem Polysilan oder einem Polysiloxan, bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Polymerschicht von einer Schicht eines zweiten Polymers bedeckt ist, das Benetzbarkeitseigenschaften aufweist, und die durch eine Oberflächenbehandlung mittels eines Plasmas niedriger Temperatur abgelagert ist.
  6. 6) Metallurgisches Produkt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Polymer Polyacrylnitril ist.
  7. 7) Metallurgisches Produkt nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzschicht zwischen den genannten Polymerschichten eine diffuse Grenzschicht ist, und daß der Anteil des ersten Polymers in der Grenzschicht in dem Maße abnimmt, in dem man sich der freien Oberfläche des Produktes nähert.
  8. 8) Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es auf die Beschichtung von metallurgischen Produkten angewendet wird, die zur Beschichtung mit einer Schicht eines Farbauftrages bestimmt sind.
DE69201334T 1991-09-18 1992-09-11 Verfahren und Vorrichtung zur Beschichtung von metallurgischen Gegenständen mit Polymerschichten und daraus hergestelltes Produkt. Expired - Lifetime DE69201334T2 (de)

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FR9111670A FR2681334A1 (fr) 1991-09-18 1991-09-18 Procede et dispositif de revetement d'un produit metallurgique par des couches de polymere et produit obtenu par ce procede.

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DE69201334D1 DE69201334D1 (de) 1995-03-16
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