DE2732009C3 - Verfahren zum elektrostatischen Aufbringen einer ölhaltigen Oberflächenschutzschicht auf bandförmiges Feinstblech - Google Patents
Verfahren zum elektrostatischen Aufbringen einer ölhaltigen Oberflächenschutzschicht auf bandförmiges FeinstblechInfo
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrostatischen Aufbringen einer ölhaltigen Oberflächenschutzschicht
auf bandförmiges Feinstblech für Verpackungszwecke.
Verfahren zum Aufbringen einer Oberfiächenschutzschicht auf Bleche sind in einer Vielzahl von
Ausführungsformen und mit den verschiedensten schutzbildenden Mitteln bekannt. Bei einem dieser
bekannten Verfahren (vgl. DE-OS 24 10 854) zur Herstellung eines kaltgewalzten Stahlbandes in Fein-
und Feinstblechdicke zur Fertigung von abstreckgezogenen Dosen oder anderen Tiefziehteilen wird das
Band nach dem Glühen in einem Durchlaufofen mit einer gleichzeitig ein Phosphatierungsmittel und ein
Schmiermittel enthaltenden Flüssigkeit unter Wärmeeinwirkung behandelt. Dabei wird das Band anschließend
an das Glühen auf eine Temperatur zwischen 120°-50° C abgekühlt, dann die Flüssigkeit in
einem dünnen Film auf das heiße Band aufgebracht und anschließend das Band mit dem noch feuchten
Flüssigkeitsfilm zu einer Rolle aufgewickelt, so daß die in der Rolle gespeicherte Restwärme für die chemische
Phosphatierungsreaktion ausgenutzt wird. Zwar wird durch das aufgebrachte Phosphatierungsmittel
zusammen mit dem als Schmiermittel verwendeten Öl ein Korrosionsschutz bis zur Weiterverarbeitung
erzielt, jedoch muß das öl wieder entfernt werden, wenn tiefgezogene Teile, z. B. Dosen, lackiert
oder bedruckt werden sollen. Bei einem weiteren bekannten Verfahren (siehe DE-AS 12 99 481) zur Ver-
60 hinderung des Röstens von Stahloberflächen wird unter
Verwendung organischer, Aminogruppen enthaltender schichtbildender Verbindungen wenigstens ein
aliphatisches oder acyclisches primäres oder sekundäres
Amin, ein Alkylimidazolin, ein Alkylimidazol, ein Alkyloxazolin oder ein Alkyloxazol mit weniger
als 20 Kohlenstoffatomen in einem organischen Lösungsmittel gelöst und die Lösung auf das Stahlblech
oder den Bandstahl nach dem letzten Durchgang des Walzguts durch das Walzwerk im Verhältnis von 0,5
bis 5 g/203,8 cm2 kontinuierlich unter Schichtbildung aufgetragen. Auch nach diesem bekannten Verfahren
wird ein Rostschutz der Stahloberflächen zwischen der letzten Stufe der Blechherstellung und der Weiterverarbeitung,
z. B. einem Plattieren, erzielt. Abgesehen davon jedoch, daß die verwendeten Substanzen physiologisch
nicht unbedenklich sind, sind die für erforderlich gehaltenen Schichtdicken von 24,5 bis 245 g/
m2 viel zu groß, um ohne eine Entfernung dieser Substanzen vor der Weiterverarbeitung die Stahloberflächen
ohne Benetzungs- und/oder Haftungsstörungen lackieren zu können.
Ein weiteres, aus der Praxis bekanntes Verfahren beruht darauf, daß Feinstblech in einer Verzinnungslinie entfettet, gebeizt, in einer Natriumdichromatlösung
stromlos passiviert und anschließend mit Dioktylsebacat eingeölt wird. Eine Verfahrensvariante
beruht durauf, daß die Passivierung in einem Natriumdichromatbad unter Anwendung von Gleichstrom
verstärkt wird, so daß sich dickere Chromoxid-/Hydroxidschichten auf der Stahloberfläche abscheiden.
Anschließend wird das Feinstblech wiederum mit Dioktylsebacat eingeölt. Diese bekannten Verfahren
bewirken jedoch nur einen geringen Korrosionsschutz, der für den genannten Zweck nicht ausreichend
ist. Weitere Versuche in der Praxis zielten darauf hin, das Feinstblech zu phosphatieren und
anschließend zu chromatisieren. Hierdurch kann u. U. eine verbesserte Lackhaftung erzielt werden, jedoch
kein ausreichender Korrosionsschutz für den Zeitraum des Transports, der Lagerung und der Verarbeitung.
Es ist weiterhin bekannt (s. DE-OS 22 51611), Stahloberflächen dadurch gegen Korrosion zu schützen,
daß auf die Stahloberfläche eine wäßrige Phosphatlösung aufgebracht, nach der Reaktion der Lösung
mit der Stahloberfläche das Band getrocknet wird und anschließend mit Dioctylsebacat eingeölt
wird. Alternativ kann das Phosphatierungsmittel zusammen mit dem Dioctylsebacat in einer wäßrigen
Emulsion auf das Band aufgebracht werden. Nach der Ausbildung der Phosphatschicht, die eine Reaktionszeit
von bis zu 30 see benötigt, wird die Stahloberfläche getrocknet. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren
ist, daß zum einen eine Reaktionszeit des Phosphatierungsmittels bis zu 30 see erforderlich ist
und des weiteren Vorrichtungen zum Trocknen der Stahloberfläche erforderlich sind. Das Trocknen verlängert
wiederum die Behandlungsdauer der Stahloberfläche, so daß das Verfahren insgesamt nicht für
schnell laufende Bandlinien geeignet ist.
Es ist weiterhin ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Metallen zwecks Bildung einer chemischen
Schutzschicht bekannt (s. DE-OS 26 23 604), bei dem eine wäßrige Lösung elektrostatisch und/oder
mittels Luft zerstäubt, auf die Oberfläche aufgetragen und anschließend bei erhöhter Temperatur getrocknet
wird. Durch dieses bekannte Verfahren soll eine ver-
besserte Arbeitsweise erreicht werden, und zwar im Hinblick auf das Aufbringen bzw. Bilden einer chemischen
Deckschicht auf Metalloberflächen, wobei die Deckschichten einen hohen Korrosr>nswiderstand
aufweisen und die verschiedenen Funktionen als "> Grundlage für Lacke erfüllen sollen. Im einzelnen
werden nach dem bekannten Verfallen Schichtdicken der Oberflächenschutzschicht mit einem Gewicht von
1,5 bis 3 g/m2 aufgebracht, wobei neben einem Harzanteil das giftige owertige Chrom in der Schutzschicht ι»
mit 60-125 mg/m2 enthalten ist. Neben dem bereits erwähnten nachteiligen Trocknen der Schutzschicht
ist die chemische Schutzschicht auch nicht gleitfähig. Abgesehen davon ist ein Schweißen der nach diesem
bekannten Verfahren behandelten Bleche wegen der ι "> dicken Oxidoberflächenschicht nicht möglich.
Nach der DE-OS 24 33 006 schließlich ist ein Verfahren zum elektrostatischen Aufbringen eines
Schmiermittelsauf einem Metallsubstrat bekannt, und zwar, um bei der Verformung des beschichteten BIe- -"
ches dieses nicht zu beschädigen. Unter Schmiermitteln werden hierbei harzartige und wachsartige Materialien
sowie Wachse selbst verstanden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen einer Oberflächenschutz- -">
schicht auf Feinstblech für Verpackungszwecke anzugeben, mittels dessen eine Korrosion des Bleches zwischen
der letzten Stufe der Blechherstellung und der ersten Stufe der Weiterverarbeitung verhindert wird,
wobei diese Oberflächenschutzschicht bei einer guten ">
Ausbeute in dünner Schicht schnell auf ein schnell laufendes Band aufzubringen sein muß, wobei gleichzeitig
das gegen Korrosion zu schützende Verpakkungsblech ohne vorherige Entfernung der Oberflächenschutzschicht
lackierbar, schweißbar, in Verar- i> beitungslinien gleitfähig und physiologisch unbedenklich
sein muß. Erfindungswesentlich ist ferner, daß bisher erforderliche Einrichtungen zur galvanischen
Veredelung und zum Trocknen der Bleche in Fortfall kommen. »ι
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Blech mit einer Mischung aus Dioctylsebacat oder ι".
Di-2-äthyl-hexyI-azelat und mit dem Sarkosin der
Oleylsäure mit einem Molekulargewicht von 340 bis 350 beschichtet. In weiterer Ausbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ist eine Beschichtung auch mit einem Gemisch aus Acetyltributylcitrat und der ίο
hochmolekularen einbasischen Säure der allgemeinen Formel
CH3 (CH2)n CON (CH3) CH2 COOH
i'j
möglich; mit Vorteil wird bei der erfindungsgemäßen Mischung je 1 Teil der beiden Bestandteile verwendet.
Die Vorteile des Verfahrens nach der Erfindung sind insbesondere darin zu sehen, daß damit ein für w>
Verpackungszwecke, insbesondere für Lebensmittelverpackungen geeignetes Feinstblech gegeben ist, das
zwischen der letzten Stufe der Blechherstellung, dem Walzen und der ersten Stufe der Weiterverarbeitung,
z. B. dem Tiefziehen, in ausreichendem Maße gegen Korrosion geschützt ist; dieser Korrosionsschutz kann
entsprechend der Walzgeschwindigkeit moderner Kaltwalzstraßen mit guter Ausbeute schnell aufgebracht
werden, und die Oberflächenschutzschicht muß vor einem Lackieren, Schweißen, Löten oder Kleben
nicht entfernt werden. Gleichzeitig vermindert die aufgebrachte Schutzschicht die z. B. in Verarbeitungslinien
auftretende Reibung, d. h. die Feinstbleche sind gut gleitfähig. Schließlich sind die mit der
erfindungsgemäßen Schutzschicht veisehenen Feinstbleche physiologisch unbedenklich, was insbesondere
für Lebensmittelverpackungen wesentlich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
Dressiertes Feinstblech mit einer Dicke von 0,15 bis 0,50 mm wird in Bandform ohne Vorbehandlung,
z. B. Reinigen, zum Aufbringen der Oberflächenschutzschicht mit einer Bandgeschwindigkeit von etwa
600 m/sec durch eine elektrostatische Einöleinrichtung nach der Zeichnung geführt.
Das Band 1 -vird dabei in vertikaler Richtung von unten von einem nicht dargestellten Ablaufhaspel in
eine Vorionisationskammer 2 eingeführt, in der das schutzschichtbildende Mittel ionisiert wird. In der
Vorionisationskammer 2 wird bei einer Spannung von 2 bis 20 kV das mittels Primärluft aus einer Zerstäuberdüse
3 in der Zerstäubungskammer 4 zerstäubte Mittel durch einen Sekundärluftstrom gedrückt.
Der Druck der Primärluft liegt zwischen 0,2 bis 0,6 bar. Aus der Vorionisationskammer 2, die mit
Ionisationsdrähten 5 versehen ist, gelangt das feinstzerstäubte Mittel in einen Kamin 6, in dem zwischen
Abscheideplatten 7 das zu beschichtende Band 1 mit einer Geschwindigkeit von bis zu 600 m/min, vorzugsweise
60 bis 360 m/min läuft. Die Abscheidung des Oberflächenschutzmittels zwischen den Abscheideplatten
7 erfolgt bei einer Spannung von 4 bis 40 kV. Die Dicke der Schicht des aufgebrachten
Schutzmittels beträgt nach dem Durchlauf des Bandes in einer Zeit von 0,5 bis 5 see durch die Einöleinrichtung
etwa 1 bis 10 mg/m2, vorzugsweise liegt die Schichtdicke bei 3 bis 5 mg/m2.
Das aufzubringende Oberflächenschutzmittel, das in einer Wanne 8 unterhalb der Zerstäubungskammer
4 enthalten ist, besteht je zu einem Teil aus dem Sarkosin der Oleylsäure mit einem Molekulargewicht
von 340 bis 350 und dem Ester der Sebacinsäure, Dioctylsebacat. Diese Mischung wies eine ausreichende
Viskosität von 150 mPas bei 20° C auf und war daher auch ausreichend fein verteilt und schnell
auf das Band aufzubringen.
Das in der vorstehend beschriebenen Weise behandelte Band weist gegenüber unbehandeltem Feinstblech
eine 3- bis 6fach höhere Korrosionsbeständigkeit auf. Gleichfalls eine wesentlich verbesserte
Korrosionsbeständigkeit konnte bei erfindungsgemäß behandelten, zu Paketen in polyäthylenbeschichtetes
Papier eingepackten Feinstblechen festgestellt werden. Schließlich sind diese Feinstbleche ohne weiteres
mit handelsüblichem Emballagenlack auf der Basis eines Epoxid-Phenolharzes lackierbar, wobei weder im
Lackverlauf noch in der Lackhaftung Störungen auftreten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zum elektrostatischen Aufbringen einer ölhaltigen Oberfiächenschutzschicht auf band- ">
förmiges Feinstblech für Verpackungszwecke, wobei das Blech bei einer Bandgeschwindigkeit von bis
zu 600 m/min mit einem Beschichtungsgemisch, das bei einem Druck von 0,2 bis 0,6 bar vernebelt wird,
bei einer Spannung von 4 bis 40 kV beschichtet wird,1(l
dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch
aus einem bis zwei Teilen eines Esters der Sebacinsäure, der Azealinsäure oder der Zitronensäure
und einem Teil einer hochmolekularen einbasischen Säure der allgemeinen Formel ' >
CH3 (CH2Jn CON (CH3) CH2 COOK
mit einem Flächengewicht von 1 bis 10 mg/m2 auf das Blech aufgetragen wird. :<
>
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech mit einer Mischung aus
Dioctylsebacat oder Di-2-äthylhexyl-azelat und mit
dem Sarkosin der Oleylsäure mit einem Molekulargewicht von 340 bis 350 beschichtet wird. Jj
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech mii einem Gemisch
aus Acetyltributylcitrat und der einbasischen Säure der allgemeinen Formel
CH3 (CH2), CON (CH3) CH2 COOH
beschichtet wird.
beschichtet wird.
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