Verfahren zum elektrophoretischen Aufbau Al-freier selbstreinigender Email-Schichten auf Stahlblechteilen

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Ver­fahren zur elektrophoretischen Abscheidung von selbst­reinigenden Emailschichten, bei dem zunächst eine Grund­emailschicht auf das Stahlblechteil abgeschieden, dann die Deckemailschicht aufgebracht und beide Schichten gemeinsam eingebrannt werden.

[0002] Der Emailauftrag mittels Elektrotauchemaillierung (Elek­trophorese, sog. ETE-Verfahren) ist bekannt. Produktions­anlagen unterschiedlicher Bauart - in erster Linie für Hausgeräteteile - sind in der Literatur beschrieben (vgl. z.B. Warnke, F. Kaup Maschinenmarkt 80 (l974), S. 4 oder H. Hoffmann, Mitteilungen des VDEFa 24 (l976) S. l3 und 29 (l98l) S. l07). Normalerweise ist die Elek­trotauchemaillierung auf den Auftrag einer einzigen Schicht beschränkt, da sie einen leitenden, metallischen Untergrund voraussetzt.

[0003] Eine einmal gebrannte Emaillierung kann nicht mehr elek­trophoretisch weiterbeschichtet werden.

[0004] Durch Elektroosmose entsteht während des Auftrags eine Verfestigung der abgeschiedenen Schicht, die ein an­schließendes Abspülen lose anhaftender Teilchen und unter bestimmten Voraussetzungen wie z.B. genügend feste Abscheidung sowie hinsichtlich Aufschmelzverhalten und Grenzflächenreaktionen abgestimmte Produkte sogar den Auftrag einer weiteren Schicht auf diesem Untergrund ermöglicht. Bei Produktkombinationen mit guter Elektro­tauchabscheidung beider Systeme kann diese zweite Schicht dann auch wieder elektrophoretisch abgeschieden werden.

[0005] Diese Verfahrensweise ist jedoch relativ störanfällig und bei den bis jetzt betriebenen Verfahren traten immer wieder Emaillierfehler (Oberflächenstörungen durch elek­trolytisch bedingte Bläschenbildungen, ungleichmäßige Beschichtungen bis zum Abheben der gesamten Schicht durch Gasblasen) auf.

[0006] Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man die oben­genannten Nachteile vermeiden kann, wenn bei der Her­stellung der Emailschichten bestimmte Bedingungen einge­halten werden. So hat sich z.B. herausgestellt, daß ein elektrophoretischer Grundauftrag zwischen etwa 80 und l20 µm Schichtdicke beim anschließenden Aufbringen konti­nuierlich selbstreinigender Systeme wesentlich bessere Emailqualitäten ermöglicht. Dies war umso überraschender, da bisher die Grundschicht bei solchen Zweischicht/ein Brand-Emaillierungen wesentlich dünner (ca. 20 - 40 µm) aufgetragen werden mußte, um gute Ergebnisse hinsicht­lich der Oberflächenqualität der Deckemaillierung zu erhalten.

[0007] Ferner wurde gefunden, daß wesentlich einheitlichere und weniger Fehler aufweisende Beschichtungen erzielt werden können, wenn man die spez. Leitfähigkeit der Deckemail­suspension so einstellt, daß ein Wert von etwa 2000 µS.cm⁻¹ nicht überschritten wird. Bei den bisher bekannten ETE-­Verfahren werden Schlickerleitfähigkeiten von ca. 2500 - ­3000 µS.cm⁻¹ für eine ausreichend gleichmäßige Ab­scheidung benötigt.

[0008] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Ver­fahren zum elektrophoretischen Aufbau kontinuierlich selbstreinigender Systeme auf Stahlblech im Zweischicht/­ein Braund-Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Grundschicht in einer Schichtstärke zwischen 80 und l20 µm aufbringt und bei der Abscheidung der Deck­emailsuspension die spez. Leitfähigkeit auf weniger als 2000 µS.cm⁻¹ eingestellt.

[0009] Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt für die Herstellung von kontinuierlich selbstreinigenden Herd­innenteilen eingesetzt. Als Grundschicht kommen dabei be­vorzugt säurebeständige Direktemails infrage.

[0010] Als zusätzlichen technischen Vorteil bringt die Arbeits­weise mit dickeren Grundschichten gute Kombinationsmög­lichkeiten selbstreinigender Emaillierungen im Zweischicht/­ein Brand-Verfahren mit normalen Grundbeschichtungen oder unterschiedlich eingefärbten säurebeständigen Direkt­emaillierungen in einer Anlage. Z.B. können 70 % der Teile nur einen Auftrag erhalten und dann gebrannt werden, 30 % der Teile durchlaufen nach unverändertem Durchlauf der l. Beschichtungsstation dann das 2. Beschichtungs­becken.

[0011] Als Ausgangsmaterialien eignen sich für die erste Schicht alle ETE-tauglichen, an sich bekannten Grundemails oder Spezialemails, deren Schlicker nach der Vermahlung - vor der Zugabe von Na-Aluminat - eine spez. Leitfähigkeit von 2000 µS.cm⁻¹ nicht überschreitet.

[0012] Als zweite Schicht eignen sich alle an sich bekannten Al-freien Systeme mit selbstreinigenden Eigenschaften.

[0013] Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer allgemeinen Ausführungsform etwa wie folgt ansgeführt:

[0014] Teile aus emaillierfähigem Stahlblech werden zunächst durch chemisch und/oder elektrolytische Schritte - eventuell mit Ultraschallunterstützung - entfettet, mit H₂O gespült, in saurer Lösung aktiviert, abermals gespült und anschließend im l. Auftragsbecken mit einer Grundschicht elektropho­retisch beschichtet (Beschichtungszeit etwa 7 - 8 Sekunden).

[0015] Nach einer sorgfältigen Zwischenspülung erfolgt in einem 2. Auftragsbecken der elektrophoretische Aufbau der selbst­reinigenden Schicht (Expositionszeit etwa l5 Sekunden). Nach Abspülen lose anhaftender, nicht elektrophoretisch abgeschiedener Teilchen erfolgt der Einbrand (8l0 - 840°C, Verweilzeiten etwa 2,5 bis 4 min.) - Die exakten Einbrenn­bedingungen richten sich nach der Blechstärke, den ausge­wählten Emails bzw. dem Gewicht der Teile.

Ansprüche

1. Verfahren zum elektrophoretischen Auftrag Al-freier selbstreinigender Emailsysteme auf Stahlblech im Zwei­schicht/ein Brand-Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man die Grundschicht in einer Schichtstärke von etwa 80 - l20 µm aufbringt und daß man die spezifische Leitfähigkeit der Deckschicht-Emailsuspension auf einen Wert unter 2000 µS.cm⁻¹ einstellt.

2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, daß als Grundschicht unterschiedlich eingefärbte säurebe­ständige Direktemailkombinationen eingesetzt werden.