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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR PRODUCING A GRAIN-ORIENTED MAGNETIC STRIP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/101129
Kind Code:
A3
Abstract:
The invention relates to a method for producing a magnetic strip that is covered with a phosphate layer. According to said method, a phosphate solution is applied to the magnetic strip, said solution containing a colloid component and at least one colloid stabiliser (A) as an additive.

Inventors:
HOLZAPFEL CHRISTOF (DE)
SCHEPERS CARSTEN (DE)
SCHRAPERS HEINER (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/051627
Publication Date:
November 26, 2009
Filing Date:
February 12, 2009
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP ELECTRICAL STEEL EBG GMBH (DE)
HOLZAPFEL CHRISTOF (DE)
SCHEPERS CARSTEN (DE)
SCHRAPERS HEINER (DE)
International Classes:
C23C18/12; C21D8/02; C21D8/12; H01F3/04; H01F27/25; H01F41/02
Foreign References:
JP2000178760A2000-06-27
US3562011A1971-02-09
JP2007023329A2007-02-01
US4120702A1978-10-17
US4316751A1982-02-23
Other References:
HSIUE ET AL: "Optimized phosphate ester structure for the dispersion of nano-sized barium titanate in proper non-aqueous media", COLLOIDS AND SURFACES. A, PHYSICACHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 294, no. 1-3, 2 February 2007 (2007-02-02), pages 212 - 220, XP005870846, ISSN: 0927-7757
Attorney, Agent or Firm:
SIMONS, Johannes (Bleichstraße 14, Düsseldorf, DE)
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Claims:

P A T E N T A N S P R ü C H E

1. Verfahren zur Herstellung eines mit einer Phosphatschicht belegten kornorientierten Elektrobands, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s auf das Elektroband eine Phosphatlosung aufgebracht wird, die eine kolloide Komponente und mindestens einen KoIl oidstabilisator (A) als Additiv, enthalt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s auf das Elektroband eine Phosphatlosung aufgebracht wird, die mindestens ein Additiv, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Beizinhibitoren (B) und Netzmitteln (C) enthalt .

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Phosphatlosung mit einem Gehalt an sechswertigem Chrom von weniger als 0,2 Gew . % , vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.%, eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Kolloidstabilisator (A) ein Phosphorsaureester , vorzugsweise Monoethylphosphat und/oder Diethylphosphat, eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Beizinhibitor (B) ein Thioharnstoffderivat, ein C 2 -io~Alkinol, ein Triazinderivat , Thioglykolsaure, ein Ci-4-λlkylamin, eine Hydroxy-C 2 - 8 ~thiocarbonsaure und/oder ein Fettalkoholpolyglykolether eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Beizinhibitor (B) Diethylthioharnstoff , Prop-2-in-l-ol, Butin-1, 4-diol, Thioglycolsaure, und/oder Hexamethylentetramin eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Netzmittel (C) ein Fluortensid, vorzugsweise Tetraethylammoniumperfluoroktansulfonat , eingesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Phosphatlosung enthaltend mindestens einen Beizinhibitor (B) und mindestens ein Netzmittel (C) eingesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Kolloidstabilisator (A) in einer Menge von 0,001 bis 20 Gew.%, der Beizinhibitor (B) in

einer Menge von 0,001 bis 10 Gew . % und/oder das Netzmittel (C) in einer Menge von 0,0001 bis 5 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Phosphatlosung, eingesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Aluminium- und/oder Magnesiumphosphat enthaltende Phosphatlosung auf das Elektroband aufgebracht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als kolloide Komponente kolloides Siliciumdioxid eingesetzt wird.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Phosphatlosung mit einem pH-Wert von < 3, vorzugsweise zwischen 1 und 2, auf das Elektroband aufgebracht wird.

13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen Phosphatschicht und Elektroband ein Glasfilm aufgebracht wird.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das mit der Phosphatlosung versehene Elektroband bei einer Temperatur von mehr als 800 0 C gebrannt wird.

15. Kornorientiertes Elektroband belegt mit einer Phosphatschicht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellt ist.

16. Kornorientiertes Elektroband nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Gehalt an Chrom in der Phosphatschicht geringer als 0,2 Gew.%, vorzugsweise geringer als 0,1 Gew.%, ist.

17. Kornorientiertes Elektroband nach Anspruch 15 oder 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s zwischen Phosphatschicht und Elektroband ein Glasfilm angeordnet ist.

18. Kornorientiertes Elektroband nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Phosphatschicht und/oder der Glasfilm an der Ober- und Unterseite des Elektrobands angeordnet ist.

19. Verwendung eines kornorientierten Elektrobands nach einem der Ansprüche 15 bis 18 als Kernwerkstoff in einem Transformator.

Description:

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES KORNORIENTIERTEN

ELEKTROBANDS

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektrobands, das mit einer Phosphatschicht belegt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein mit einer Phosphatschicht belegtes, kornorientiertes Elektroband, das durch das erfindungsgemaße Verfahren hergestellt werden kann, sowie die Verwendung dieses Elektrobands als Kernwerkstoff in einem Transformator.

Elektroband ist ein bekannter Werkstoff der Stahlindustrie mit speziellen magnetischen Eigenschaften. Der Werkstoff weist üblicherweise eine Dicke von 0,2 mm bis 0,5 mm auf und wird über einen aufwendigen Herstellungsprozess , bestehend aus Kaltwalz- und Warmebehandlungsvorgängen, hergestellt. Die metallurgischen Eigenschaften des Werkstoffs, die Umformgrade der Kaltwalzprozesse und die Parameter der

Wärmebehandlungsschritte sind so aufeinander abgestimmt, dass gezielte Rekristallisationsprozesse ablaufen. Diese Rekristallisationsprozesse fuhren zu der für den Werkstoff typischen "Goss-Textur" , bei der die Richtung der leichtesten Magnetisierbarkeit in Walzrichtung der Fertigbander liegt.

Grundmaterial für Elektroband ist ein Siliziumstahlblech. Man unterscheidet zwischen kornorientiertem Elektroband und nicht- kornorientiertem Elektroband. In nicht-kornorientiertem Elektroband ist der magnetische Fluss auf keine bestimmte

Richtung festgelegt, so dass sich in allen Richtungen gleich

gute magnetische Eigenschaften ausbilden (isotrope Magnetisierung) .

Anisotropes Elektroband weist dagegen ein stark anisotropes magnetisches Verhalten auf. Dieses ist auf eine einheitliche Orientierung der Kristallite (kristallogra-fische Textur) zurückzuführen. Bei kornorientiertem Elektroband wird durch die aufwendige Fertigung eine wirksame Kornwachstumsauslese durchgeführt. Seine Körner weisen mit einer geringen Fehlorientierung im schlußgeglühten Material eine nahezu ideale Textur auf - die nach ihrem Erfinder benannte "Goss- Textur" . Die Oberflächen von Elektroband sind üblicherweise mit Oxidschichten und anorganischen Phosphatschichten beschichtet. Diese sollen im Wesentlichen elektrisch isolierend wirken.

Kornorientiertes Elektroband eignet sich insbesondere für Verwendungszwecke, bei denen es auf einen besonders niedrigen Ummagnetisierungsverlust ankommt und besonders hohe Ansprüche an Permeabilität oder Polarisation gestellt werden, wie bei Leistungstransformatoren, Verteilungstransformatoren und höherwertigen Kleintransformatoren. Hauptanwendung findet kornorientiertes Elektroband als Kernwerkstoff in Transformatoren. Die Kerne der Transformatoren bestehen aus gestapelten Elektrobandtafein (Lamellen) . Die

Elektrobandtafein werden so gestapelt, dass die Walzrichtung mit der leichtesten Magnetisierbarkeit immer in Richtung des wirksamen Spulenmagnetfeldes ausgerichtet ist. Dadurch ist der Energieverlust bei Ummagnetisierungsprozessen im Wechselfeld minimal. Bedingt durch diesen Zusammenhang hängt der

Gesamtenergieverlust eines Transformators unter anderem auch von der Qualität des im Kern eingesetzten Elektrobands ab.

Neben den Energα everlusten spielt bei Transformatoren auch die Gerauschentwicklung eine Rolle. Diese beruht auf einem als Magnetostriktion bekannten physikalischen Effekt und wird unter anderem durch die Eigenschaften des verwendeten Elektrobandkernwerkstoffs beeinflusst .

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist auf der Oberflache von kornorientiertem Elektroband üblicherweise ein zweilagiges Schichtsystem mit einer auf dem Elektroband angeordneten Keramik ahnlichen Schicht (allgemein als Glasfilm bezeichnet) und einer auf dem Glasfilm angeordneten Phosphatschicht vorgesehen. Dieses Schichtsystem soll die für die Anwendung im Stapel erforderliche elektrische Isolation der Lamellen gewahrleisten. Neben dieser isolierenden

Eigenschaft kann über das Schichtsystem aber auch auf die magnetischen Eigenschaften des Kernwerkstoffes Einfluss genommen werden. Durch eine vom Schichtsystem auf den Grundwerkstoff übertragene Zugspannung können die Ummagnetisierungsverluste nochmals abgesenkt werden. Darüber hinaus werden durch die Zugspannung die Magnetostriktion und damit die Trafogerausche minimiert. Um diese Einflüsse auszunutzen, besteht das Schichtsystem üblicherweise aus einem Glasfilm und einer darüber liegenden Phosphatschicht. Beide Schichten sollen permanent Zugspannungen auf den metallischen Kernwerkstoff ausüben.

Zur Erzeugung einer permanenten Zugspannung kann die Phosphatlosung nach dem Stand der Technik eine kolloide Komponente enthalten. Die Zugspannung wird durch die kolloide Komponente erzeugt, das Phosphat selbst fungiert als Bindemittel. Derartige Systeme aus Phosphatlosungen/Kolloiden

unterliegen Gesetzmäßigkeiten, die allgemein unter dem Oberbegriff Sol/Gel-Transfomation zusammen gefasst werden und im Bereich verschiedener Beschichtungstechnologien bekannt sind. Im vorliegenden Fall ist es vorteilhaft, wenn der Sol/Gel-Ubergang nach dem Auftragen der Phosphatlosung auf die Bandflache erfolgt, also wahrend des Trocknungsvorgangs. Um dies zu gewahrleisten, reicht die Kombination eines Phosphates mit einer kolloiden Komponente nicht aus. Der Sol/Gel-Ubergang ist nämlich empfindlich vom pH-Wert der Losung, von Kontaminationen mit Fremdstoffen, insbesondere Fremdionen, und von der Anwendungstemperatur abhangig. Insbesondere für großtechnische betriebliche Anwendungen sind reine Phosphat/Kolloid-Gemische hinsichtlich ihrer Stabilität zu empfindlich .

Um ein in der Praxis stabil anwendbares Verfahren zu liefern, werden die Phosphat/Kolloid-Gemische nach dem Stand der Technik zusatzlich mit einem Zusatz von sechswertigem Chrom, das in der Regel als Chromtrioxid oder Chromsaure in die Losung gebracht wird, versetzt. In der DE 22 47 269 wird beispielsweise ein Verfahren auf Basis von

Monoaluminiumphosphat und Kieselsol (kolloidem Siθ 2 ) geschützt, wobei 0,2 % bis 4,5 % Chromtrioxid oder Chromat zugesetzt wird, um in der Praxis Anwendung zu finden. In der EP 0 406 833 wird ein Gemisch aus mehreren Phosphaten und verschiedenen Kolloiden erwähnt, kombiniert wiederum mit Chromtrioxid. Die EP 0 201 228 beschreibt ein Gemisch aus Magnesium und Aluminiumphosphat mit hochdispersem SiO 2 -Pulver. Dieses Gemisch wird ebenfalls mit Cr(VI) angereichert.

Im Stand der Technik kommt somit Chrom, insbesondere sechswertigem Chrom, bei Phosphatierungen von Elektroband eine

besondere Bedeutung zu. Vor allem bei Auftragen von Phosphatschichten in großtechnischen Verfahren und bei Phosphatierungen, die zur Optimierung der Zugspannung eine kolloide Komponenten enthalten, wird Chrom eine wichtige Rolle zugeschrieben. Der Einsatz von Chrom wird im Stand der Technik insbesondere deshalb hervorgehoben, weil sechswertiges Chrom die Auftragbarkeit der Phosphatlösung auf der Bandoberfläche verbessert und somit die Schaffung einer homogenen Fertigbandisolationsschicht ermöglicht. Ferner verhindert sechswertiges Chrom die Entstehung klebriger

Fertigbandschichten und modifiziert die Wechselwirkung der Phosphatlösung mit dem Bandwerkstoff derart, dass kein Eisen in Lösung geht. Damit kann eine schädliche Kontamination der Phosphatlösung mit Eisenionen verhindert werden. Schließlich beeinflusst sechswertiges Chrom die Polymerisation der kolloiden Lösungskomponente derart, dass diese erst bei höheren Temperaturen beim Trocknen der Schicht stattfindet. Damit wird eine unkontrollierte Polymerisation bzw. Gelbildung während der Auftragung der Phosphatlösung auf die Bandoberfläche - die zwangsläufig zu zeitintensiven Produktionsstillständen führen würde - verhindert.

Die Wirkung von sechswertigem Chrom in Phosphat/Kolloid- Gemischen beruht im Wesentlichen darauf, dass der übergang vom SoI zum Gel so gesteuert wird, dass er erst beim Trocknen der Schicht während des Einbrennens erfolgt.

Ein enormer und im Laufe der Zeit immer weiter in den Vordergrund tretender Nachteil des Einsatzes chromhaltiger Lösungssysteme ist aber die Tatsache, dass insbesondere sechswertiges Chrom sehr giftig, umweit- und wasserschädigend ist. Es gibt weltweite Anstrengungen, sechswertige

ChromverbJ ndungen aus Herstellungsprozessen zu eliminieren. Ist eine Substitution des Chroms nicht möglich, so sind bei der Verarbeitung enorme Aufwendungen hinsichtlich Arbeitsschutz und Umweltschutz zu betreiben. Neben anlagentechnischer Sicherheit sind spezielle

Schutzausrüstungen für den Personenschutz, Schutzvorrichtungen zur Vermeidung unbeabsichtigter Freisetzung, Maßnahmen zur Entsorgung und Storfallplane in den Prozess einzubinden. Doch trotz samtlicher Schutzmaßnahmen bleibt ein nicht zu vernachlässigendes Restrisiko für den Mensch und die Umwelt. Versuche, sechswertiges Chrom aus der Phosphatlosung einfach wegzulassen, sind bisher über einen Labormaßstab nicht hinaus gekommen .

Autgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung einer Phosphatschicht auf kornorientiertem Elektroband bereit zu stellen, das es ermöglicht, auf den Einsatz von sechswertigem Chrom zu verzichten, ohne dass die oben genannten Nachteile bei der Fertigung in Kauf genommen werden müssen. Insbesondere soll eine homogene Auftragung der Phosphatlosung und somit homogene Fertigschichtqualitaten erzielt werden.

Diese Aufgabe wird gelost durch ein Verfahren zur Herstellung eines mit einer Phosphatschicht belegten kornorientierten Elektrobands, in welchem auf das Elektroband eine Phosphatlosung aufgebracht wird, die eine kolloide Komponente und mindestens einen Kolloidstabilisator (A) als Additiv, enthalt .

Mit dem Ausdruck, "die Phosphatlosung enthalt eine kolloide Komponente", wird erfindungsgemaß verstanden, dass ein Anteil

der Phosphatlosung aus festen Teilchen oder supramolekularen Aggregaten mit Großen von einigen Nanometern bis einigen Mikrometern besteht. Vorzugsweise bewegt sich die Große der kolloiden Komponente in der Phosphatlosung im Bereich von 5 nm bis 1 μm, vorzugsweise im Bereich von 5 nm bis 100 nm, und insbesondere im Bereich von 10 nm bis 100 nm.

Der Anteil der kolloiden Komponente in der Phosphatlosung kann variieren. Vorzugsweise bewegt sich der Anteil der kolloiden Komponente in der Phosphatlosung im Bereich von 5 Gew . % und 50 Gew.%, insbesondere von 5 Gew . % und 30 Gew.%. Als kolloide Komponente können die verschiedensten Substanzen eingesetzt werden. Zweckmaßigerweise sollten diese Substanzen nicht phosphorsaureloslich sein.

Gute Ergebnisse werden vor allem mit Oxiden, vorzugsweise mit Cr 2 O 3 , ZrO, SnO 2 , V 2 ü 3 , Al 2 O 3 , SiO 2 , vorzugsweise als wassrige Suspensionen, erzielt. Hervorragend eignet sich insbesondere SiO 2 . Eine erfindungsgemaß besonders geeignete kolloide Komponente ist somit Kieselsol. Ausgezeichnete Ergebnisse werden mit Kieselsol erzielt, das einen Anteil an SiO 2 in Wasser von 10 bis 50 Gew.%, vorzugsweise von 20 bis 40 Gew.%, aufweist. Für SiO 2 besonders zweckmäßige Partikelgroßen sind 5 bis 30 nm, vorzugsweise 10 bis 20 nm.

Das erfindungsgemaße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Phosphatlosung einen Kolloidstabilisator (A) als Additiv enthalt. Durch diese Verfahrensfuhrung kann gewahrleistet werden, dass der übergang vom SoI zum Gel erst bei der Trocknung der Phosphatschicht stattfindet. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von Kolloidstabilisatoren eine homogene Auftragung der Phosphatlosung wodurch homogene

Fertigschichtqualitaten erzielt werden können. Die Verwendung von Kolloidstabilisatoren (A) ermöglicht es somit, bei der Phosphatierung von Elektroblech auf den Einsatz von sechswertigem Chrom in der Phosphatlosung zu verzichten, wobei die Probleme, die üblicherweise bei der chromfreien Fertigung unter Verwendung von Kolloid enthaltenden Phosphatlosungen auftreten, weitestgehend vermieden werden können.

Additive der Gruppe A sind Kolloidstabilisatoren. Kolloidstabilisatoren im Sinne der Erfindung sind Additive, die Kolloide stabilisieren und einen unkontrollierten Sol/Gel-

Ubergang oder Koagulation des Feststoffs verhindern.

Vorteilhafterweise sorgen Kolloidstabilisatoren darüber hinaus für eine Temperaturunempfindlichkeit im Bereich der Anwendung vor dem Auftrag der Phosphatlosung und machen das System unempfindlich gegenüber Fremdsubstanzen, insbesondere

Fremdionen .

Erfindungsgemaß können die verschiedensten Kolloidstabilisatoren eingesetzt werden, sofern sie in sauren Losungen bestandig sind. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Kolloidstabilisatoren die Stabilität der kolloiden Losung nicht stören und die Qualität der aufgebrachten Phosphatschicht nicht nachteilig beeinflussen. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Kolloidstabilisatoren eine möglichst geringe Toxizitat aufweisen. Ferner sollte der verwendete KoIJ oidstabilisator nicht mit den weiteren, gegebenenfalls in der Phosphatlosung vorhandenen Additiven, in einer Weise wechselwirken, dass die Additive in ihrer Einzelwirkung behindert werden.

Praktische Versuche haben gezeigt, dass Elektrolyte, Tenside und Polymere erfindungsgemaß besonders geeignete Kolloidstabiiisatoren sind. Besonders bevorzugt ist jedoch überraschenderweise der Einsatz von Phosphorsaureestern und/oder Phosphonsaureestern als Kolloidstabilisatoren. Unter dem Begriff "Phosphorsaureester" werden erfindungsgemaß organische Ester der Phosphorsaure mit der Formel OP (OR) 3 verstanden, die als Kolloidstabilisatoren wirken. Unter dem Begriff "Phosphonsaureester" werden erfindungsgemaß organische Ester der Phosphonsaure mit der Formel R (O)P (OR) 2 verstanden, die als Kolloidstabilisatoren wirken. Die Reste R können hierbei unabhängig voneinander Wasserstoff, eine aromatische oder eine aliphatische Gruppe sein, wobei nicht samtliche Reste R gleichzeitig Wasserstoff sein dürfen. Der Begriff aliphatische Gruppe umfasst Alkyl-, Alkenyl- und Alkinylgruppen .

Alkylgruppen umfassen gesattigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppen, die 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen. Eine Alkylgruppe kann geradkettig oder verzweigt sein. Erfindungsgemaß besonders geeignete Alkylgruppen sind Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl, Butyl, Isobutyl, sec.-Butyl, n-Pentyl, n-Heptyl . Eine Alkylgruppe kann ferner mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein. Geeignete Substituenten sind insbesondere aliphatische Reste. Weitere geeignete Substituenten sind Alkoxygruppen, Nitrogruppen, SuIfoxygruppen, Mercaptogruppen, SuIfonylgruppen, SuIfinylgruppen, Halogen, SuIfamidgruppen, Carbonylaminogruppen, Alkoxycarbonylgruppen, Alkoxyalkylgruppen, Aminocarbonylgruppen,

Aminosulfonylgruppen, Aminoalkylgruppen, Cyanoalkylgruppen,

Alkylsulfonylgruppen, SuIfonylaminogruppen und Hydroxylgruppen .

Der Ausdruck Alkenyl bezieht sich auf eine alα phatische Koh- lenstoffgruppe, die 2 bis 10 Kohlenstoffatome und mindestens eine Doppelbindung aufweist. Eine Alkenylgruppe kann geradkettig oder verzweigt vorliegen. Erfmdungsgemaß besonders bevorzugte Alkenylgruppen sind Allyl, 2-Butenyl und 2-Hexinyl. Eine Alkenylgruppe kann gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert sein. Geeignete

Substituenten sind die bereits oben als Alkylsubstituenten genannten .

Der Begriff λlkiny] bezieht sich auf eine aliphatische Kohlenstoffgruppe, die 2 bis 8 Kohlenstoffatome und mindestens eine Dreifachbindung aufweist. Eine Alkmylgruppe kann geradkettig oder verzweigt vorliegen. Auch eine Alkmylgruppe kann mit einem oder mehreren Substituenten substituiert vorliegen. Geeignete Substituenten sind die bereits oben als Alkylsubstituenten genannten.

Weitere geeignete Substα tuenten für die aliphatischen Gruppen sind Arylgruppen, Aralkylgruppen oder cycloaliphatische Gruppen. Aryl bezieht sich auf monocyclische Gruppen wie beispielsweise Phenyl, bicyclische Gruppen wie beispielsweise Indenyl, Naphtalenyl, tricyclische Gruppen wie beispielsweise Fluorenyl oder eine Benzo-verknupfte Gruppe mit drei Ringen. Auch Aryl kann mit einem oder mehreren Substituenten substituiert vorliegen. Geeignete Substituenten sind die bereits oben für Alkylsubstituenten genannten.

Aralkyl bezieht sich auf eine Alkylgruppe, die mit einer Arylgruppe substituiert vorliegt. Der Ausdruck

"cycloaliphatisch" bezeichnet einen gesattigten oder teilweise ungesättigten monocyclischen, bicyclischen oder tricyclischen Kohlenwassserstoffring, der mit einer einzigen Bindung zum

Rest des Moleküls verbunden vorliegt. Cycloaliphatische Ringe sind 3 bis 8-gliedrige monocyclische Ringe und 8 bis 12- gliedrige bicyclische Ringe. Eine cycloaliphatische Gruppe umschließt eine Cycloalkylgruppe und Cycloalkenylgruppen . Auch Aralkyl kann mit einem oder mehreren Substituenten substituiert vorliegen. Geeignete Substituenten sind die bereits oben als Alkylsubstituenten genannten.

Weitere geeignete Substituenten für die aliphatischen Gruppen sind die vorgenannten Substituenten, in denen ein oder mehrere Kohlenstoffatome durch Heteroatome substituiert sind.

Erfindungsgemaß besonders geeignet ist der Einsatz von Phosphorsaureestern . Besonders geeignet sind Ethylphosphate, insbesondere Monoethylphosphat und/oder Diethylphosphat .

Hervorragend eignet sich insbesondere das Produkt ADACID VP 1225/1 der Firma Kebo Chemie.

Das erfindungsgemaße Verfahren ermöglicht somit den Einsatz einer chromfreien Phosphatlosung. Selbstverständlich kann die Phosphatlόsung dennoch Chrom enthalten. Bevorzugt ist jedoch der Einsatz einer Phosphatlosung mit einem Gehalt an Chrom von weniger als 0,2 Gew.%, vorzugsweise von weniger als 0,1 Gew.% und insbesondere von weniger als 0,01 Gew.%.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung enthalt die Phosphatlosung ferner mindestens ein Additiv, ausgewählt

aus der Gruppe, bestehend aus Beizinhibitoren (B) und Netzmitteln (C) . Durch den Einsatz von Beizinhibitoren (B) und/oder Netzmitteln (C) können die Eigenschaften, des mit dem erfindungemaßen Verfahren hergestellten kornorientierten Elektrobands noch weiter verbessert werden. Demgemäß ist die Verwendung einer Phosphatlosung, die zusatzlich zu dem Kolloidstabilisator (A) mindestens einen Beizinhibitor (B) und mindestens ein Netzmittel (C) enthalt, erfindungsgemaß besonders bevorzugt.

Additive, die der Gruppe B zugehoren, sind Beizinhibitoren. Unter dem Begriff "Beizinhibitoren" werden erfindungsgemaß Additive verstanden, die die chemische Wechselwirkung der Phosphatlosung mit der Bandoberflache so beeinflussen, dass kein oder nur geringe Mengen an Eisen in Losung gehen. Durch die Verwendung von Beizinhibitoren wird somit eine Kontamination der Phosphatlosung mit Eisenionen verhindert und die Phosphatlosung besitzt über eine lange Zeit konstante Eigenschaften. Diese Vorgehensweise ist deshalb vorteilhaft, weil eine Anreicherung der Phosphatlosung mit Eisen die chemische Beständigkeit der Phosphatschicht auf dem Elektroband verringert. Besonders vorteilhaft erweist sich der Einsatz von Beizinhibitoren in einem kolloiden System, wie es erfindungsgemaß angewendet wird, da der Sol/Gel-Ubergang stark von Fremdionen abhangt. Durch Zugabe von Beizinhibitoren kann folglich die Stabilität des kolloiden Systems erheblich verbessert werden.

Erfindungsgemaß können als Beizinhibitor (B) die verschieden- sten Additive eingesetzt werden sofern sie in sauren Losungen bestandig sind. Es ist darüber hinaus vorteilhaft, wenn der Beizinhibitor die Qualität der aufgebrachten Phosphatschicht

nicht nachteilig beej nflusst . Weiter vorteilhaft ist es, wenn der Beizinhibitor eine möglichst geringe Toxizitat aufweist. Grundsätzlich sollten die verwendeten Beizinhibitoren an die eingesetzte Phosphatlosung angepasst werden. Ferner sollten die verwendeten Beizinhibitoren die Stabilität der kolloiden Bestandteile nicht negativ beeinflussen. Darüber hinaus sollte der verwendete Beizinhibitor nicht mit den weiteren Additiven in der Phosphatlosung so wechselwirken, dass die Additive m ihrer Einzelwirkung behindert werden.

Pra kti sche Versuche haben ge zeigt , das s Thioharnstof f derivate , C 2 -io~Al kinole , Tria z mderivate , Thioglykol saure , C 1 - 4 - Al kylamme , Hydroxy-C 2 - 8 ~thiocarbonsaure und/oder Fettal koholpolyglykolether be sonders wi rksame Bei zinhibitoren s ind .

Unter Beizinhibitoren in Form von Thioharnstoffdeπvaten werden erfmdungsgemaß Beizinhibitoren verstanden, die die Thioharnstoffstruktur als Grundgerust aufweisen. 1 bis 4 Wasserstoffatome des Thioharnstoffs können durch geeignete Substituenten ersetzt werden. Erfmdungsgemaß besonders geeignete Substituenten sind aliphatische Gruppen wie sie bereits oben definiert wurden.

Weitere geeignete Substituenten an den Stickstoffatomen des Thioharnstoffgrundgerusts sind Arylgruppen, Aralkylgruppen oder cycloaliphatische Gruppen wie sie oben definiert wurden.

Ein erfmdungsgemaß besonders geeignetes Thioharnstoffderivat ist Ci_ 6 ~Dialkylthioharnstoff, vorzugsweise C1-.4- Dialkylthioharnstoff . Vorzugsweise liegen die Alkylsubstituenten unsubstituiert vor. Ganz besonders

bevorzugt ist die Verwendung von Diethylthioharnstoff, insbesondere 1, 3-Diethyl-2-thioharnstoff . Ganz besonders geeignet ist das Produkt Ferropas7578 der Firma Alufinish.

Erfindungsgemaß ebenfalls besonders geeignete Beizinhibitoren sind C 2 -io~"Alkinole, insbesondere C 2 - 6 ~Alkindiole, wobei Alkin die vorgenannte Bedeutung hat. In erfindungsgemaß besonders geeigneten C 2 - 6 ~Alkindiole sind die Alkinsubstituenten unsubstituiert und weisen eine Doppelbindung auf. Erfindungsgemaß noch bevorzugter ist Butin-1, 4-diol, insbesondere But-2-in-l, 4-diol und Prop-2-in-l-ol .

Erfindungsgemaß ebenfalls sehr gut geeignete Beizinhibitoren sind Triazinderivate . Unter einem Beizinhibitor in Form eines Triazinderivats wird erfindungsgemaß ein Beizinhibitor verstanden, der das Triazingrundgerust enthalt. In den erfindungsgemaß geeigneten Triazinderivaten können ein oder mehrere Wasserstoffatome des Triazingrundgerüsts durch geeignete Substituenten substituiert sein. Geeignete Substituenten sind die bereits oben für Alkylsubstituenten genannten .

Weitere erfi ndungsgemaß besonders geeignete Beizinhibitoren sind Fettalkoholpolyglykolether . Unter Fettalkohol- polyglykolethern wird erfindungsgemaß das Reaktionsprodukt aus Fettalkoholen mit einem Uberschuss an Ethylenoxid verstanden. Erfindungsgemaß besonders geeignete Fettalkohole weisen 6 bis 30, vorzugsweise 8 bis 15 Kohlenstoffatome auf. Der Anteil an Ethylenoxidgruppen in dem Polyglykolether ist vorzugsweise hoch genug, um den Fettalkoholpolyglykolether wasserlöslich zu machen. Demnach sollten vorzugsweise mindestens so viele -0- CH 2 -CH 2 -Gruppen im Molekül vorliegen wie Kohlenstoffatome im

Alkohol. Alternativ kann die Wasserloslichkeit auch durch geeignete Substitution wie beispielsweise Veresterung mit Schwefelsaure und überführung des Esters in das Natriumsalz erreicht werden. Grundsatzlich können die Wasserstoffatome in den Fettalkoholpolyglykolethern ebenfalls mit geeigneten Substituenten substituiert werden. Geeignete Substituenten sind die bereits oben für Alkylgruppen genannten Substituenten .

Hervorragend eignen sich ferner Thioglycolsaure, und Hexamethylentetramin zum Einsatz als Beizinhibitor.

Additive der Gruppe C sind Netzmittel. In dem erfindungs- gemaßen Verfahren können die verschiedensten Netzmittel eingesetzt werden, sofern sie in sauren Losungen bestandig sind. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Netzmittel die Qualität der aufgebrachten Phosphatschicht nicht nachteilig beeinflussen. Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Netzmittel eine möglichst geringe Toxizitat aufweisen. Darüber hinaus sollten die verwendeten Netzmittel die Stabilität der kolloiden Bestandteile nicht negativ beeinflussen. Ferner sollte das verwendete Netzmittel nicht mit den weiteren in der Phosphatlόsung vorhandenen Additiven in einer Weise wechselwirken, dass die Additive in ihrer Einzelwirkung behindert werden.

Der Einsatz von Netzmitteln in dem erfindungsgemaßen Verfahren fuhrt dazu, dass die Auftragung der Phosphatlosung auf die Bandoberflache verbessert wird. Darüber hinaus steigt die Homogenitat der Phosphatschicht. Praktische Versuche haben gezeigt, dass sich Fluortenside als Netzmittel hervorragend eignen. Ein Vorteil von Fluortensiden besteht darin, dass sie

in den verschiedensten Phosphatlosungen, sogar in Cr(VI)- haltxgen Phosphatlosungen, stabil anwendbar sind. Für das erfindungsgemaße Verfahren eignen sich die verschiedensten Fluortenside als Additiv. Unter dem Begriff Fluortensid wird erfindungsgemaß ein Tensid verstanden, das als hydrophobe

Gruppe einen Perfluoralkyl-Rest aufweist, wobei Alkyl die oben definierte Bedeutung hat. Fluortenside zeichnen sich gegenüber nicht-fluorierten Tensiden dadurch aus, dass sie bereits m äußerst geringen Konzentrationen eine deutliche Verringerung der Oberflachenspannung des Wasser bewirken. Darüber hinaus besitzen Fluortenside eine hohe chemische und thermische Stabilität. Als Tensidkomponente des erfindungsgemaß bevorzugt einsetzbaren Fluortensids kommen die verschiedensten Tenside in Frage sofern sie in sauren Losungen bestandig sind. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Fluortenside die Stabilität der kolloiden Losung nicht stören und die Qualität der aufgebrachten Phosphatschicht nicht nachteilig beeinflussen. Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Fluortenside eine möglichst geringe Toxizitat aufweisen.

Praktische Versuche haben gezeigt, dass Ci_ 4 -

Tetraalkylammoniumperfluor-Cs-io-Alkylsulfonate erfindungsgemaß besonders geeignete Fluortenside sind. Ein besonders geeignetes Netzmittel ist das Produkt NC 709 der Firma Schwenk, das Tetraethylammoniumperfluoroktansulfonat enthalt.

Die Mengen, in denen die verschiedenen Additive A bis C in der Phosphatlosung enthalten sind, können in einem weiten Rahmen variiert werden. Praktische Versuche haben gezeigt, dass besonders gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Kolloidstabilisator (A) in einer Menge von 0,001 bis 20 Gew . % , vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.%

und insbesondere in einer Menge von 0, 1 bis 2 Gew.% eingesetzt wird. Der Beizinhibitor (B) wird zweckmaßigerweise in einer Menge von 0,001 bis 10 Gew.%, vorzugsweise in einer Menge von 0,005 bis 1 Gew.% und insbesondere in einer Menge von 0,01 bis 0,08 Gew.% eingesetzt. Das Netzmittel (C) wird zweckmaßigerweise in einer Menge von 0,0001 bis 5 Gew.%, vorzugsweise in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.% und insbesondere in einer Menge von 0,01 bis 0,1 Gew.% eingesetzt, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Phosphatlosung.

Die erfindungsgemaße Phosphatlosung kann die verschiedensten Phosphate enthalten. So kann die Phosphatlosung beispielsweise Calcium-, Magnesium-, Manganphosphat und/oder Gemische hiervon enthalten. Aufgrund ihrer guten Wasserloslichkeit sind primäre Phosphate (Monophosphate) erfindungsgemaß besonders bevorzugt. Besonders gute Ergebnisse werden mit einer Phosphatlosung erzielt, die Aluminium- und/oder Magnesiumphosphat enthalt. Ganz besonders bevorzugt sind Phosphatlosungen, die AI(H 2 PCM) S , insbesondere in einer Menge von 40 bis 60 Gew.%, enthalten.

Wird eine Phosphatlosung eingesetzt, die Al (H 2 PO 4 ) 3 als Phosphat und SiO 2 (Kieselsol) als kolloide Komponente enthalt, so hat sich folgendes Mengenverhältnis als besonders geeignet erwiesen :

0,5 < Al (H 2 PO 4 ) 3 : SiO 2 < 20, vorzugsweise 0,7 < Al (H 2 PO 4 ) 3 : SiO 2 < 5 und insbesondere Al (H 2 PO 4 J 3 : SiO 2 = 1,36.

Basis für die Phosphatlosung ist vorzugsweise Wasser; es können jedoch selbstverständlich auch andere Losungsmittel

eingesetzt werden, sofern sie eine ähnliche Reaktivität und Polarität wie Wasser aufweisen.

Erfindungsgemaß bevorzugt betragt die Konzentration des Phosphats in der Phosphatlosung 5 bis 90 Gew.%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.%, noch bevorzugter 30 bis 70 Gew.% und insbesondere 40 bis 60 Gew.%.

In der Praxis hat sich eine Einbrennphosphatierung im Rahmen der Entspannungsgluhung als besonders geeignet zur Ausbildung der Phosphatschicht auf dem Elektroband erwiesen. In der Einbrennphosphatierung wird zunächst die Phosphatlosung auf das Band aufgetragen und anschließend bei Temperaturen von über 700°C, vorzugsweise von mehr als 800 0 C, insbesondere von etwa 850 0 C, eingebrannt. Besonders bewährt hat sich das Einbrennen in einem Durchlaufofen .

Wie bereits oben erläutert, enthalt die Phosphatlosung eine kolloide Komponente. Diese Ausfuhrungsform ist vorteilhaft, da mit der kolloiden Komponente bei der Trocknung der

Phosphatschicht eine Zugspannung auf das Elektroband übertragen werden kann. Die Zugspannung fuhrt zu einer deutlichen Verringerung der Ummagnetisierungsverluste bei Einsatz des Elektrobands . Darüber hinaus kann die Magne- tostriktion und somit das Auftreten von Gerauschentwicklung beim Einsatz in Transformatoren minimiert werden.

Ed ne erfindungsgemaß besonders geeignete kolloide Komponente ist kolloides Siliziumdioxid. Im Hinblick auf die Stabilität des kolloiden Systems ist neben der Verwendung eines

Kolloidstabilisators der pH-Wert der Phosphatlosung wichtig. Um die Stabilität der Phosphatlosung vor der Trocknung zu

erhohen, haben sich pH-Werte von < 3, vorzugsweise von 0,5 bis 1, besonders bewahrt.

Eine weitere Erhöhung der Zugspannung auf das Elektroband kann dadurch bewirkt werden, dass zwischen Phosphatschicht und

Elektroband ein Glasfilm aufgebracht wird. Unter Glasfilm wird erfindungsgemaß eine Keramik ahnliche Schicht verstanden, welche vorzugsweise überwiegend Mg 2 SiC> 4 sowie eingelagerte Sulfide enthalt. Der Glasfilm wird vorzugsweise in an sich bekannter Weise wahrend der Hochgluhung aus Magnesiumoxid und Siliciumoxid gebildet.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein kornorientiertes Elektroband belegt mit einer Phosphatschicht, das mit dem erfindungsgemaßen Verfahren hergestellt worden ist. Das erfindungsgemaße Elektroband zeichnet sich dadurch aus, dass der Gehalt an Chrom in der Phosphatschicht geringer als 0,2 Gew.%, vorzugsweise geringer als 0,1 Gew.%, ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist zwischen Phosphatschicht und Elektroband ein Glasfilm angeordnet .

Die Phosphatschicht und der gegebenenfalls vorhandene Glasfilm kann an Ober- und/oder Unterseite des Elektrobands angeordnet sein. Vorzugsweise sind Phosphatschicht und Glasfilm an Ober- und Unterseite des Elektrobands angeordnet.

Das erfindungsgemaße kornorientierte Elektroband eignet sich für die verschiedensten Anwendungen. Eine besonders hervorzuhebende Verwendung des erfindungsgemaßen

kornorientierten Elektrobands ist der Einsatz als Kernwerkstoff in einem Transformator.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von mehreren Aus- fUhrungsbeispielen naher erläutert.

Im Fo] genden werden verschiedene Additive im Hinblick auf folgende Wirkungen untersucht:

- Wechselwirkung der Phosphatlosung mit einer Bandoberflache kolloidstabilisierende Wirkung Benutzungseigenschaft der Phosphatlosung.

Hierbei wurden folgende Methoden angewandt: einer Elektrobandoberflache

Die Phosphatlosung bzw. das Phosphat/Koll oid-Gemisch wird in ein Becherglas gegeben. Anschließend wird das zu bewertende

Additiv unter Ruhren zugegeben. Eine gewogene Elektrobandprobe mit metallisch blanker Oberflache wird in die Losung getaucht und nach verschiedenen Eintauchzeiten gewogen. Aus den Messungen wird die Gewichtsabnahme (Beizverlust) berechnet. Die Methode wird zum Teil bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt .

Methode 2 : Bewertung der kolloidstabilisierenden Wirkung

Die Phosphatlosung bzw. das Phosphat/Ko] loid-Gemisch wird in ein Becherglas gegeben. Anschließend wird das zu bewertende Additiv unter Ruhren zugegeben. Eine gewogene Elektrobandprobe

mit metallisch blanker Oberflache wird in die Losung getaucht. Nach verschiedenen Auslagerungszelten wird die Trübung der Losung bewertet und hinsichtlich Gelierung kontrolliert. Der Test wird bei verschiedenen Temperaturen durchgeführt.

Methode 3: Bewertung der kolloidstabilisierenden Wirkung

Die Sol/Gel-Transformation kann, wie beispielhaft m Figur 1 gezeigt, viskosimetrisch sehr gut dargestellt werden.

Methode 4 : Bewertung der Benetzungseigenschaft

Gleiche Volumina der zu bewertenden Losungen werden auf eine Glasscheibe mit darunter liegendem Millimeterpapier gegeben. Nach einer Verlaufszeit von 10 Minuten werden die Flachen, auf die sich die Flüssigkeiten ausgebreitet haben, bestimmt. Dazu werden die FJ achen durch Kreisflächen angenähert und die Durchmesser der Kreise als Flachenaquivalent angegeben.

Bei den AusfuhrungsbeispieJ en wurden folgende Basischemikalien eingesetzt :

Monoaluminiumphosphat (kurz MAL); eine wassπge Al (H 2 PO 4 ) 3 - Losung mit 50 M% Al (H 2 PO 4 ) 3 .

VE-Wasser : Vollentsalztes Wasser; Leitfähigkeit < 15 μS/cm.

Monomagnesxumphosphat kurz (MMG) ; 15 g MgO gelost in 100 g 75 M% H 3 PO 4 und 76 g VE-Wasser.

Kieselsol; wassπges Kolloid, bestehend aus 30 M% SiO 5 mit einer mittleren Partikelgroße von 15 nrti und einem pH-Wert con 9.

äusfuhrungsbeispiel 1: Wirkung von Beizinhibitoren bex Phosphatlosungen ohne kolloide Komponente

λuf DieLhylthioharnstoff (H15), But-2-in-] , 4-diol (H31), Hexamethylentetramm und Prop-2-in-l-ol (H32), But-2-m-l, 4- diol (H33) und Fettalkoholethoxylat (H36) basierende Beizinhibitoren wurden in Monoaluminiumphosphatlosungen (MAL) 50% und Monomagnesiumphosphatlosungen (MMG) 50% eingesetzt.

Tabelle 1

MAL = Monoaluminiumphosphatlosungen 50%

MMG = Monomagnesiumphosphat Mg(H 2 PO 4 J 2 = 100 g 75%ige H 3 PO 4 + 15 g MgO + 76 g VE-Wasser

H15 = Ferropas7578 , Alufmish, Wirksubstanz:

Diethylthioharnstoff H31 = Adacid HV 27 N, Kebo Chemie, Wirksubstanz: But-2-m-l, 4- diol H32 = Adacid 328, Kebo Chemie, Wirksαbstanzen :

Hexamethylentetramm, Prop-2-m-l-ol H33 = Adacid VP 1112, Kebo Chemie, But-2-in-l, 4-diol

H36 = Antischaum 48, Alufinish, Wirksubstanz: Fettalkoholethoxylat

Die Losungen wurden entsprechend Methode 1 bewertet und die Ergebnisse für eine Einwirkzeit von 20 Stunden sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt. Es zeigt sich, dass alle eingesetzten Beizinhibitoren eine hervorragende Wirksamkeit in der Probelosung aufweisen. Die beste Wirkung zeigt jedoch Additiv H15.

Ausfuhrungsbeispiel 2 : Wirkung von Beizinhibitoren bei Phosphat/Kolloid-Gemischen

Folgende Phosphatlosungen wurden vorbereitet:

Tabelle 2

H27 = LITHSOLVENT HVS N, Kebo Chemie, Wirksubstanz: But-2-m-

1,4-diol, ethoxyliert H29 = ADACID RKT 1, Kebo Chemie, Wirksubstanz: Thioglykolsaure

Die Losungen wurden entsprechend Methode 1 bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Figur 3 dargestellt.

Ergebnis : Die Basislosung tritt m starke Wechselwirkung mit der Stahlprobe. Die Gewichtsabnahme der StahJprobe ist sehr groß, was auf eine starke Anreicherung der Phosphatlosung mit Eisenionen schließen lasst. CrO 3 wirkt in der Losung stark beizinhibierend und unterdruckt damit die Kontamination der Phosphatlosung mit Eisenionen. Der Effekt ist deutlich an den Probenoberflachen zu erkennen. Die Oberflache der Probe aus der Basislosung ist matt bis schwarz. Die Probenobe rflache der mit CrO 3 versetzten Losung ist unverändert metallisch blank. Wir aus Figur 3 hervorgeht, wirken die Additive H27 und H29 als Beizinhibitoren. Sie weisen ]edoch geringere beizinhibierende Effekte als CrO 3 auf.

äusführungsbeispiel 3: Wirkung von Beizinhibitoren bei Phos- phat/Kolloid-Gemischen

Folgende Phosphatlosungen wurden vorbereitet :

Losungskomponente Basislosung

Monoaluminiumphosphat 50% g 90 90

Kieselsol 30% g 110 110

H15 g 3

Tabelle 3

H15 = Ferropas7578 , Alufinish, Wirksubstanz Diethylthioharnstoff

Die Losungen wurden entsprechend Methode 1 bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Figur 4 dargestellt.

Ergebnis : Additiv H15 zeigt eine dem CrO 3 vergleichbare Wirkung. Die Wechselwirkung zwischen der Phosphatlosung und der

Stahlprobe wird stark inhibiert. Die Oberflache der Probe aus der Losung mit Additiv H15 bleibt über lange Zeit unverändert, wahrend die Probe aus der Basislosung einen starken Beizangriff aufweist.

Ausführungsbeispiel 4: Wirkung von Beizinhibitoren bei Phosphat/Kolloid-Gemischen

Folgende Phosphatlosungen wurden vorbereitet:

Losungskomponente Basislosung

Monoaluminiumphosphat g 90 90 90 90 90

50%

Kieselsol 30% g 110 110 110 110 110

H25 g 3

H26 g 3

H27 3

H29 3

Tabelle 4

H25 = ADACID 337, Kebo Chemie H26 = KEBOSOL FB, Kebo Chemie

H27 = LITHSOLVENT HVS N, Kebo Chemie, Wirksubstanz: But-2-in-

1,4-diol, ethoxyliert H29 = ADACID RKT 1, Kebo Chemie, Thioglykolsaure

Die Losungen wurden entsprechend Methode 1 bewertet. Die Ergebnisse der Bewertung sind in Figur 5 dargestellt.

Ergebnis : Samtliche Additive wirken als Beizinhibitoren. Der Effekt liegt unter dem des Chromtπoxides und des Additivs 15 Entscheidende Beobachtung bei dem Versuch ist, dass Additive die Sol/Gel-Transformation katalysieren können. Das heisst, ein als Beizinhibitor wirksames Additiv kann auf der anderen Seite die Sol-Gel Transformation beschleunigen. Derartige Additive sind in kolloiden Gemischen nicht einsetzbar.

Ausfuhrungsbeispiel 5: Wirkung von Kolloidstabilisatoren bei Phosphat/Kolloid-Gemischen

Folgende Phosphatlosungen wurden vorbereitet:

Tabelle 5

H15 = Ferropas7578 , Alufmish, Wirksubstanz:

Diethylthioharnstoff H28 = ADACID VP 1225/1, Kebo Chemie, Wirksubstanz

Tπethylphosphat

Die Losungen wurden entsprechend Methode 2 bei einer Temperatur von 50 0 C bewertet.

Ergebnis : Additiv H15 fuhrt in dem Phosphat/Kieselsol-Gemisch zu einer Inhibition der Beizreaktion, wie es oben bereits dokumentiert wurde. Additiv H15 tragt aber nicht zur Stabilisierung des Kolloids bei. Additiv H28 hingegen wirkt auf das kolloide System, in dem es die Polymerisation offensichtlich verzögert. Ein Zusatz von 3 M% fuhrt dazu, dass nach 8 Stunden Auslagerungszeit bei 50 0 C trotz in der Losung befindlicher Stahlprobe der Trubungsgrad wenig zugenommen hat. Das Kolloid ist demnach noch weit entfernt von der Sol/Gel- Transformation .

Ausführungsbeispiel 6 : Wirkung der Kombination Beizinhibitor und Kolloidstabilisator in Phosphat/Kolloid-Gemischen

Folgende Phosphatlösungen wurden vorbereitet:

Tabelle 6

H15 = Ferropas7578 , Alufinish/Hr . Ritter, Wirksubstanz

Diethylthioharnstoff

H28 = ADACID VP 1225/1, Kebo Chemie, Wirksubstanz: Triethylphosphat

Die Losungen wurden entsprechend Methode 1 und 2 bei einer Temperatur von 22 0 C bewertet. Die Ergebnisse der Bewertungen sind in Figur 6 dargestellt.

Ergebnisj_ Es zeigt sich, dass bei Zugabe der El ektrobandprobe zu den Phosphatlosungen, die das Additiv 15 enthalten, keine Schaumbildung auftritt. Dies kann als Indikator dafür genommen werden, dass Additiv 15 eindeutig als Beizinhibitor wirkt. Die Schaumbildung ist nämlich eine Folge der Wasserstoffentstehung aus der Beizreaktion.

Der Kolloidstabilisator Additiv H28 hat keine Wirkung auf die chemische Wechselwirkung der Losung mit der Stahloberflache, zu erkennen am starken Beizverlust in Figur 6 und an einer Schaumbildung auf der Losungsoberflache. Allerdings wirkt das Additiv auf die Sol/Gel-Transformation derart, dass der übergang zum Gel hinausgezögert wird. Dies ist am Trubungsgrad der Losungen erkennbar. Die Losungen in den Becherglasern, die mit Additiv H28 dotiert sind, zeigen einen deutlich niedrigeren Trubungsgrad als die Losungen in den Becherglasern ohne das Additiv H28.

Damit wird gezeigt, dass ein Beizinhibitor mit seiner speziellen Wirkung mit einem Kolloidstabilisator und seiner speziellen Wirkung in einem Phosphat/Kolloid-Gemisch kombiniert eingesetzt werden kann, ohne dass beide Komponenten in Wechselwirkung treten und sich die Wirkungen aufheben bzw. das Kolloidsystem stören.

Damit werden auch zwei Wirkungen einer chemischen Verbindung, nämlich des CrC> 3 bzw. sechswertiger Cr-Verbindungen durch zwei separate Additive dargestellt.

Ausführungsbeispiel 7 : Wirkung eines Kolloidstabilisators in Phosphat/Kolloid-Gemischen

Folgende Phosphatlosungen wurden vorbereitet:

Tabelle 7

H28 = ADACID VP 1225/1, Kebo Chemie, Wirksubstanz Triethylphosphat

Die Losungen wurden entsprechend Methode 3 bei einer Temperatur von 50 0 C bewertet. Die Ergebnisse der Bewertungen sind in Figur 7 dargestellt.

Ergebnis : Unter den für den Sol/Gel-Ubergang kritischen Bedingungen angehobene Temperatur und Kontamination der Losungen mit Eisenionen stellt sich die mit Additiv H28 versetzte Phosphatlosung als erheblich stabiler dar. Wahrend die Sol/Gel-Transformation beim Phosphat/Kolloid-Gemisch bereits nach 3 Stunden einsetzt, kann der übergang bei Anwendung des Additivs H28 auf etwa 6 Stunden geschoben werden.

Ausführungsbeispiel 8 : Verbesserung der Benetzungsfähigkeit durch Zusatz von Netzmitteln

Folgende Phosphatlosungen wurden vorbereitet:

Tabelle 8

H15 = Beizinhibitor Ferropas7578 , Alufinish, Wirksubstanz

Diethylthioharnstoff H5 = Netzmittel NC 709, Schwenk, Wirksubstanz: Tetraethylammoniumperfluoroktansulfonat

Diese Losungen wurden gemäß Methode 4 bewertet.

Losungskomponente 1 2 3 4 5 6

Flachenaquivalent 16 19 18 22 28 27 Tabelle 9

Es zeigt sich, dass die mit dem Beizinhibitor H15 versetzten Losungen 4 und 5 die Benetzungsfähigkeit des mit ihnen versehenen Millimeterpapiers deutlich verbessern. Ihre Wirkung übersteigt sogar die von CrO 3 .

Ausführungsbeispiel 9 : Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der betrieblichen Produktion

Folgende Phosphatlosung wurde unter betrieblichen Bedingungen angesetzt:

Tabelle 10

H] 5 = Beizinhibitor Ferropas7578 , Alufinish, Wirksubstanz: Diethylthioharnstoff

H28 = Kolloidstabilisator ADACID VP 1225/1, Kebo Chemie,

Wirksubstanz: Triethylphosphat

H5 = Netzmittel NC 709, Schwenk, Wirksubstanz: Tetraethylammoniumperfluoroktansulfonat

Mit dieser Phosphatlosung wurde etwa 850 t Elektroband der Sorte PowerCore H 0,30 mm (hochpermeables kornorientiertes Elektroband) behandelt. Als qualitative Merkmale wurden der Mittelwert der Ummagnetisierungsverluste Pi, 7 in W/kg und der Mittelwert der spezifischen Durchgangswiderstande bestimmt und den Daten einer Referenzmenge von etwa 20.000 t, die mit Cr (VI ) -haltiger Isolation behandelt wurde, gegenübergestellt (vgl. Fig.8) .

Tabelle 11