DE4337062C2 - Mit einer Dreifachschicht aus thermoplastischem Harz laminiertes Metallblech und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Mit einer Dreifachschicht aus thermoplastischem Harz laminiertes Metallblech und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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- Laminated Bodies (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit einer Dreifach
schicht aus thermoplastischen Harz laminiertes Metallblech,
wobei eine Polycarbonatschicht zwischen einer inneren und
äußeren Polyesterharzschicht unter Verwendung von üblichen
Folienlaminierungstechniken, Extrusionsbeschichtungstechni
ken und Kombinationen solcher Techniken eingebettet ist.
Mit der Absicht, die durch das Freiwerden von Lösungsmittel
während des Aushärtens der Lackschicht verursachte Umweltbe
lastung zu verhindern und die Energiekosten zu senken, wurde
vor kurzem anstatt einer Lackbeschichtung das direkte Lami
nieren einer thermoplastischen Harzfolie auf ein Metall
blech, wie ein auf galvanischem Wege hergestelltes Walz
blech, zinnfreies Stahlblech (TFS) und Aluminiumblech, ver
sucht. Beispielsweise beschreiben US-A-4,517,255 und JP-A-6-320669
derartige Verfahren.
US-A-4,517,255 betrifft ein Verfahren zum Laminieren einer
kristallinen Polyesterharzfolie auf ein Metallblech das bis
zum Schmelzpunkt des Polyesterharzes erhitzt wurde, und an
schließendes, unverzügliches Abschrecken des Laminats. Das
Laminat gemäß diesem Patent wurde bereits als Dosenmaterial
für gezogene Dosen, Dosenabschlüsse und Dosen mit 5 Gallonen
Inhalt verwendet, da die laminierte, kristalline Polyester
harzfolie, infolge einer amorphen, nicht-orientierten Poly
esterharzschicht, die sich an der Grenzschicht zwischen der
kristallinen Polyesterharzfolie und dem Metallblech durch
den Erwärmungsschritt ausbildet, genügend an dem Metallblech
haftet. Dieses Laminat kann jedoch nicht zu einer gezogenen
und tiefgezogenen Dose und einer gezogenen und streckgeform
ten Dose, wobei eine stärkere Formbarkeit erforderlich ist,
verarbeitet werden, wenn sich nicht nahezu die gesamte lami
nierte Polyesterharzfolie in einen amorphen, nicht-orien
tierten Zustand umlagert. Jedoch wird die Korrosionsbestän
digkeit des geformten Teils des Laminats durch diese Umlage
rung der laminierten Polyesterharzfolie schlecht.
Ein Versuch, die Formbarkeit des vorstehend beschriebenen
Laminats zu verbessern, ist in JP-A-6-320669
beschrieben.
Diese Anmeldung betrifft ein mit einer Copolyesterharzfolie
laminiertes Metallblech für gezogene und streckgeformte Do
sen, das in der äußeren Schicht der laminierten Polyester
harzfolie einen planaren Orientierungskoeffizienten von 0,01
bis 0,15 und in der Polyesterharzschicht, die nach dem Lami
nieren der verwendeten Copolyesterharzfolie auf das Metall
blech in Berührung mit der Oberfläche des Metallblechs
steht, einen planaren Orientierungskoeffizienten von 0 bis
0,10 aufweist. Derzeit werden Laminate, die unter den einge
schränkten Bedingungen dieser Patentanmeldung hergestellt
wurden, für gezogene und streckgeformte Dosen verwendet,
die, nachdem Getränke, wie grüner Tee, schwarzer Tee oder
Kaffee darin verpackt wurden, in einer Kammer mit heißem
Dampf bei einer Temperatur von 120 bis 130°C behandelt wer
den. Diese Laminate können ebenso für gezogene und streckge
formte Dosen verwendet werden, in denen korrosive Nahrungs
mittel und Getränke verpackt werden, wenn die Dosen unter
normalen Bedingungen hergestellt und verpackt werden, d. h.
Bedingungen, unter denen während der Produktion, dem Ver
packen oder dem Transport keine Einbeulungen auftreten. Ein
beulungen können jedoch durch das Aneinanderstoßen von Dosen
beim Dosenherstellungsprozeß oder beim Transport nach dem
Verpacken der Nahrungsmittel und Getränke in Teilen des Do
senkörpers auftreten. Teile der Innenseite des Dosenkörpers
und des Dosenbodens können durch Stöße von der Außenseite
des Dosenkörpers lokal korrodiert werden, da Risse in der
laminierten Polyesterharzfolie auftreten.
Diese Laminate können daher nicht für gezogene und streckge
formte Dosen verwendet werden, in denen stark korrosiv wir
kende Nahrungsmittel und Getränke verpackt werden, wenn bei
den Dosen während der Herstellung des Verpackens oder des
Transports Einbeulungen auftreten können.
Um das vorstehend genannte Problem zu lösen, wurde gemäß der
JP-A-4-224 936 ein mit einer Polyesterharzfolie laminiertes
Metallblech entwickelt. Das Laminat gemäß diesem Patent kann
das vorstehend genannte Problem lösen. Es kann jedoch nicht
für gezogene und streckgeformte Dosen verwendet werden, in
denen mit Kohlendioxid gesättigte Getränke mit starker Kor
rosivität bei Temperaturen unter 5°C verpackt werden, da
nach dem Verpacken der Getränke bei niedrigen Temperaturen
durch das Aneinanderstoßen der Dosen während des Transport
vorganges viele Risse in der Polyesterharzfolie an der In
nenseite des Dosenkörpers auftreten. Die Laminate gemäß die
sem Patent weisen also keine gute Beständigkeit gegen Ein
beulung bei niedrigen Temperaturen auf. Ferner ist es bei
der Herstellung dieser Laminate notwendig, die Laminierungs
temperatur der Polyesterharzfolie innerhalb eines engen Be
reiches zu halten, da es sonst unmöglich ist, ein Laminat
mit dem für gezogene und streckgeformte Dosen erforderlichen
Eigenschaften zu erhalten.
Kürzlich wurde berichtet, daß alle diese Probleme durch Auf
tragen einer doppelschichtigen thermoplastischen Harz
schicht, bestehend aus einer äußeren Polycarbonatharzschicht
und einer inneren Polyesterharzschicht auf ein Metallblech
gelöst werden können (deutsche Patentanmeldung
43 11 481 A1). Das Laminat gemäß dieser deutschen Patentan
meldung weist sicherlich hervorragende Eigenschaften auf,
wodurch es für gezogene und streckgeformte Dosen und andere
Dosenmaterialien verwendet werden kann. Jedoch wurde vor
kurzem gefunden, daß der Geschmack von Nahrungsmitteln und
Getränken, die in Dosen, die unter Verwendung dieses Lami
nats hergestellt wurden, verpackt wurden, sich während der
Lagerung, infolge der Absorption von Bestandteilen der Nah
rungsmittel und Getränke durch die laminierte, äußere Poly
carbonatharzschicht, die direkt mit den Nahrungsmitteln und
Getränken in Berührung steht, in gewissem Ausmaß ändert.
Demgemäß ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung
die Bereitstellung eines mit einem thermoplastischen Harz
laminierten Metallblechs, das hervorragende Geschmacksbei
behaltung der verpackten Nahrungsmittel und Getränke, her
vorragende Formbarkeit, hervorragende Haftung der laminier
ten Harzschicht an dem Metallblech, hervorragende Beständig
keit gegen Einbeulung, im besonderen hervorragende Bestän
digkeit gegen Einbeulung bei niedriger Temperatur aufweist,
die für gezogene und streckgeformte Dosen und gezogene und
tiefgezogene Dosen, in denen stark korrosive Nahrungsmittel
und Getränke bei tiefer Temperatur nach starkem Formen ver
packt werden, erforderlich sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Be
reitstellung eines Verfahrens zur kontinuierlichen Herstel
lung des mit dem thermoplastischen Harz laminierten Metall
blechs unter Bedingungen, unter denen eine strenge Steuerung
der Laminierungstemperatur vermieden wird.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Auf
tragen von drei Schichten aus thermoplastischem Harz, umfas
send eine Polycarbonatharzschicht, die zwischen einer äuße
ren und inneren Polyesterharzschicht eingebettet ist, auf
ein Metallblech.
Die zweite Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die folgenden
zwei Verfahren gelöst. Ein Verfahren besteht aus dem Auftra
gen der vorstehend genannten Dreifachschicht aus thermopla
stischem Harz auf ein Metallblech, das während des Folienla
minierens auf eine Temperatur von etwa Tm₁ bis etwa
Tm₁+150°C erhitzt wird, wobei Tm₁ die Schmelztemperatur der
inneren Polyesterschicht in dem erfindungsgemäßen Laminat
ist. Das andere Verfahren besteht aus dem Auftragen der vor
stehend genannten Dreifachschicht aus thermoplastischem Harz
auf ein Metallblech, das während der Extrusionsbeschichtung
auf eine Temperatur von etwa Tg+30°C bis etwa Tm₁+150°C er
hitzt wird, wobei Tg die Glasübergangstemperatur der inneren
Polyesterharzschicht in dem erfindungsgemäßen Laminat ist.
Demgemäß wird erfindungsgemäß ein Laminat bereitgestellt,
umfassend ein Metallblech oder -band, von dem eine oder
beide Seiten mit einer Dreifachschicht aus thermoplastischem
Harz laminiert ist (sind), das eine äußere und innere Poly
esterschicht mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (1),
in der R₁ einen Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen
und R₂ einen Alkylen- oder Arylenrest mit 2 bis 24 Kohlen
stoffatomen bedeutet,
und eine mittlere Polycarbonatharzschicht mit wiederkehren den Einheiten der Formel (2),
und eine mittlere Polycarbonatharzschicht mit wiederkehren den Einheiten der Formel (2),
in der R₃ einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2
bis 10 Kohlenstoffatomen oder einen aromatischen Kohlenwas
serstoffrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet, um
faßt, die zwischen die innere und äußere Polyesterschicht
eingebettet ist.
Weiterhin wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung
des vorstehend genannten Laminats bereitgestellt, das fol
gende Schritte umfaßt:
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von etwa Tm₁ bis etwa Tm₁+150°C, wobei Tm₁ die Schmelztemperatur der in neren Polyesterharzschicht in dem erfindungsgemäßen Laminat ist,
Laminieren einer dreischichtigen, thermoplastischen Harzfo lie, bestehend aus einer äußeren und inneren Harzschicht des Polyesters der Formel (1) und einer mittleren Harzschicht des Polycarbonats der Formel (2), die zwischen die äußere und innere Polyesterharzschicht eingebettet ist, auf das er hitzte Metallblech und
anschließend das Abschrecken des Laminats.
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von etwa Tm₁ bis etwa Tm₁+150°C, wobei Tm₁ die Schmelztemperatur der in neren Polyesterharzschicht in dem erfindungsgemäßen Laminat ist,
Laminieren einer dreischichtigen, thermoplastischen Harzfo lie, bestehend aus einer äußeren und inneren Harzschicht des Polyesters der Formel (1) und einer mittleren Harzschicht des Polycarbonats der Formel (2), die zwischen die äußere und innere Polyesterharzschicht eingebettet ist, auf das er hitzte Metallblech und
anschließend das Abschrecken des Laminats.
Das erfindungsgemäße, mit einer Dreifachschicht aus thermo
plastischem Harz laminierte Metallblech kann für verschie
dene Anwendungen verwendet werden, in denen starke Formbar
keit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit nach dem Formen,
und hervorragende Geschmacksbeibehaltung der verpackten Nah
rungsmittel und Getränke erforderlich sind. Beispiele sind
tiefgezogene Dosen, die durch mehrfaches Ziehen hergestellt
werden, gezogene und streckgeformte Dosen, gezogene und
tiefgezogene Dosen und Dosenabschlüsse, an denen sich eine
Lasche zum leichten Öffnen befindet. Besonders eignet sich
das erfindungsgemäße Laminat für Dosen mit einem am Kohlen
dioxid gesättigten Getränk, in denen hervorragende Bestän
digkeit gegen Einbeulung bei niedriger Temperatur und her
vorragende Korrosionsbeständigkeit erforderlich sind. Dies
gilt auch dann, wenn die Dosen während des Herstellungspro
zesses und des Verpackens der Getränke unter ungewöhnlichen
Bedingungen hergestellt und transportiert werden. Weiterhin
kann dieses Laminat mit oder ohne Haftmittel für haftfähige
Dosenkörper oder schweißbare Dosenkörper durch Streifenlami
nieren unter Ausnahme der schweißbaren Teile, verwendet wer
den.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende Diskussion
der bevorzugten Ausführungsformen, einschließlich der Bei
spiele, näher erläutert.
Ein Polyesterharz, das die innere und äußere Polyesterharz
schicht in dem erfindungsgemäßen Laminat bildet, besteht aus
wiederkehrenden Einheiten der folgenden allgemeinen Formel
(1),
in der R₁ einen Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen
und R₂ einen Alkylenrest oder einen Arylenrest mit 2 bis 24
Kohlenstoffatomen bedeutet.
Es wurde überraschend und unerwartet gefunden, daß in dem
erfindungsgemäßen Laminat die Gegenwart der äußeren Poly
esterharzschicht unverzichtbar ist, da sie merklich die Ab
sorption von Bestandteilen, die in Stoffen, wie in einer mit
dem erfindungsgemäßen Laminat beschichteten Dose verpackten
Nahrungsmitteln und Getränken enthalten sind, durch die Po
lycarbonatharzschicht verhindert. Deswegen gewährleistet das
erfindungsgemäße Laminat eine hervorragende Geschmacksbeibe
haltung der verpackten Nahrungsmittel und Getränke.
Bevorzugte Beispiele der erfindungsgemäßen äußeren Poly
esterharzschicht der Formel (1) sind Polyethylenterephthalat
und Polyethylenterephthalat/Isophthalatcopolyester wegen
ihrer erwünschten Haftungsfähigkeit an die Polycarbonatharz
schicht und ihrer Fähigkeit zur Geschmacksbeibehaltung von
verpackten Nahrungsmitteln und Getränken. Ferner ist es be
vorzugt, eine biaxial orientierte Polyesterharzfolie zu ver
wenden, und die biaxial orientierte Struktur in der äußeren
Polyesterharzschicht nach dem Laminieren auf das Metallblech
wegen der Schutzwirkung der laminierten Schicht gegen die
verpackten Nahrungsmittel und Getränke und der Beständigkeit
gegen Einbeulung, beizubehalten. Deswegen kann das erfin
dungsgemäße Laminat leicht für Dosenmaterialien verwendet
werden, in denen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit
und eine hervorragende Beständigkeit gegen Einbeulung erfor
derlich sind.
Der Grad an biaxialer Orientierung in der verwendeten Poly
esterharzfolie und der laminierten Polyesterharzfolie wird
durch den planaren Orientierungskoeffizienten wiedergegeben.
Dieser wird nach der folgenden Gleichung (1) aus den Bre
chungsindices berechnet, die mit polarisiertem
monochromatischen Licht im Abbe-Refraktometer gemessen
werden.
Ns = (A+B)/2-C (1)
In der Gleichung (1) bedeuten:
Ns den planaren Orientierungskoeffizienten der biaxial orientierten Polyesterharzfolie vor oder nach dem Laminie ren,
"A" den Brechungsindex in Längsrichtung der biaxial orien tierten Polyesterharzfolie vor oder nach dem Laminieren,
"B" den Brechungsindex in Breitenrichtung der biaxial orien tierten Polyesterharzfolie vor oder nach dem Lamineren, und
"C" den Brechungsindex in Richtung der Dicke der biaxial orientierten Polyesterharzfolie vor oder nach dem Laminie ren.
Ns den planaren Orientierungskoeffizienten der biaxial orientierten Polyesterharzfolie vor oder nach dem Laminie ren,
"A" den Brechungsindex in Längsrichtung der biaxial orien tierten Polyesterharzfolie vor oder nach dem Laminieren,
"B" den Brechungsindex in Breitenrichtung der biaxial orien tierten Polyesterharzfolie vor oder nach dem Lamineren, und
"C" den Brechungsindex in Richtung der Dicke der biaxial orientierten Polyesterharzfolie vor oder nach dem Laminie ren.
Um die vorstehend beschriebene Wirkung der biaxialen Orien
tierung der äußeren Polyesterschicht zu erhalten, ist es be
vorzugt, den planaren Orientierungskoeffizient der äußeren
Polyesterharzschicht im Bereich von etwa 0,03 bis etwa 0,12
einzustellen. Beträgt der planare Orientierungskoeffizient
weniger als etwa 0,03, so nimmt die vorstehend beschriebene
Wirkung der biaxialen Orientierung merklich ab. Beträgt der
planare Orientierungskoeffizient andererseits sehr viel mehr
als etwa 0,12, veränderte sich die Formbarkeit des Laminats
merklich. Das Laminat kann dann nicht für Anwendungen, wie
gezogene und streckgeformte Dosen und gezogene und tiefgezo
gene Dosen verwendet werden, in denen eine starke Verform
barkeit erforderlich ist.
Der Grad an biaxialer Orientierung der in dem erfindungsge
mäßen Laminat für die äußere Schicht verwendeten Polyester
harzfolie nimmt beim Laminieren auf die Metallschicht ab,
obwohl er von den Laminierungsbedingungen, wie der Temperatur
des zu laminierenden Metallblechs, der Oberflächentemperatur
der Laminierrollen und der abgelaufenen Zeit bis zum Ab
schrecken des Laminats, abhängt. Mit Zunahme der Temperatur
des erhitzten Metallblechs und der Oberflächentemperatur der
Laminierwalzen, nimmt im allgemeinen der planare Orientie
rungskoeffizient der laminierten äußeren Polyesterschicht
einen niedrigeren Wert an. Obwohl der planare Orientierungs
koeffizient der für die äußere Schicht des erfindungsgemäßen
Laminats verwendeten Polyesterharzfolie durch die vorstehend
genannten Laminierungsbedingungen bestimmt werden sollte,
wird im allgemeinen eine biaxial orientierte Polyesterharz
folie mit einem planaren Orientierungskoeffizienten von etwa
0,10 bis etwa 0,15 verwendet.
Das Vorhandensein der inneren Polyesterharzschicht im erfin
dungsgemäßen Laminat ist unverzichtbar, um die gewünschte
hervorragende Haftung der laminierten Schicht an dem Metall
blech, auch nach starkem Formen, zu erhalten. Dies bedeutet,
die innere Polyesterschicht wirkt als Haftmittel zwischen
der mittleren Polycarbonatschicht und dem Metallblech. Wie
bereits vorstehend beschrieben, wird das für die innere
Schicht im erfindungsgemäßen Laminat verwendete Polyester
harz aus den Polyesterharzen der Formel (1) ausgewählt. Bevor
zugt wird ein Polyesterharz verwendet, das aus der Gruppe
Polyethylenterephthalat, Copolyesterharz, das hauptsächlich
wiederkehrende Ethylenterephthalateinheiten aufweist, Copo
lyesterharz, das hauptsächlich wiederkehrende Butylen
terephthalateinheiten aufweist, und Gemischen davon ausge
wählt. Es wurde auch unerwartet und überraschend erfindungs
gemäß gefunden, daß das Vorhandensein einer mittleren Poly
carbonatharzschicht, die zwischen die äußere und innere Po
lyesterharzschicht in dem Laminat eingebettet ist, unver
zichtbar ist, um die gewünschte Beständigkeit des Laminats
gegen Einbeulung, besonders die Beständigkeit gegen Einbeu
lung bei niedriger Temperatur, sicherzustellen. Das verwen
dete Polycarbonatharz besteht aus wiederkehrenden Einheiten
der folgenden Formel (2)
in der R₃ einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2
bis 10 Kohlenstoffatomen oder einen aromatischen Kohlenwas
serstoffrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet. Das
Polycarbonatharz wird vorzugsweise aus einem aromatischen
Polycarbonatharz, wie einem Polydihydroxy-2,2-propancarbonat
(Bisphenol-A-Polycarbonat), Polydihydroxydiphenylmethancar
bonat, Polydihydroxydiphenylethancarbonat, Polydihydroxy-
2,2-butancarbonat, Polydihydroxydiphenyl-2,2-pentancarbonat,
Polydihydroxy-3,3-pentancarbonat und Polydihydroxydiphenyl-
2,2-hexancarbonat ausgewählt.
Ein aliphatisches Polycarbonatharz kann für Anwendungen ver
wendet werden, in denen starke Verformbarkeit erforderlich
ist, aber hervorragende Hitzebeständigkeit und hervorragende
Beständigkeit gegen heißen Dampf nicht erforderlich sind, da
ein derartiges Polycarbonatharz nicht die gewünschte hervor
ragende Hitzebeständigkeit aufweist. Vom Standpunkt der Hit
zebeständigkeit, Verformbarkeit und Wirtschaftlichkeit ist
ein Bisphenol-A-Polycarbonatharz erfindungsgemäß am stärk
sten bevorzugt. Weiterhin sind die mechanischen Eigenschaf
ten des verwendeten Polycarbonatharzes ein wichtiger Faktor
vom Standpunkt der Formbarkeit und der Beständigkeit gegen
über Einbeulung des erhaltenen Laminats.
Im besonderen ist es bevorzugt, daß die nach ASTM D638 ge
messene Bruchdehnung mehr als 70% beträgt. Wird ein Poly
carbonatharz mit einer Bruchdehnung unter 70% in der vor
liegenden Erfindung verwendet, so können Risse in der lami
nierten Polycarbonatharzschicht, zusätzlich zu Rissen in der
äußeren und inneren Polyesterharzschicht des Laminats, nach
starkem Formen oder Einbeulung durch Stoß auftreten. Dies
bedeutet, die Formbarkeit und die Beständigkeit gegen Ein
beulung des Polycarbonatharzes kann sich durch eine Verrin
gerung der Bruchdehnung merklich verschlechtern.
Wie vorstehend beschrieben, ist das Vorhandensein einer je
den Harzschicht in dem erfindungsgemäßen Laminat unverzicht
bar, da einer oder mehrere Schwachpunkte in den Eigenschaf
ten einer jeden Harzschicht durch die entsprechenden, ge
wünschten Eigenschaften der anderen Harzschichten ausgegli
chen werden. Dies bedeutet, die Absorption von Bestandteilen
der verpackten Nahrungsmittel und Getränke wird durch das
Vorhandensein der äußeren Polyesterharzschicht, im besonde
ren durch das Vorhandensein der biaxial orientierten, äuße
ren Polyesterharzschicht, verhindert, obwohl diese äußere
Schicht nicht die gewünschte hervorragende Beständigkeit ge
gen Einbeulung aufweist. Die Beständigkeit gegen Einbeulung
wird jedoch merklich durch das Vorhandensein der mittleren
Polycarbonatharzschicht verbessert, obwohl diese Schicht
nicht die gewünschte hervorragende Haftung an das Metall
blech aufweist. Die gewünschte hervorragende Haftung an das
Metallblech wird durch das Vorhandensein der amorphen, nicht
orientierten, inneren Polyesterharzschicht oder der fein
kristallinen, inneren Polyesterharzschicht erreicht, obwohl
diese Schicht nicht die gewünschte hervorragende Beständig
keit gegen Einbeulung aufweist.
Die Dicke einer jeden Schicht sollte aufgrund der gewünsch
ten Eigenschaften und der Wirtschaftlichkeit ausgewählt wer
den. Obwohl die Dicke einer jeden Harzschicht nicht speziell
eingeschränkt ist, ist es im erfindungsgemäßen Laminat be
vorzugt, daß die bevorzugte Dicke der äußeren Polyesterharz
schicht etwa 1 bis etwa 20 µm, die bevorzugte Dicke der
mittleren Polycarbonatschicht 1 bis etwa 30 µm und die
bevorzugte Dicke der inneren Polyesterharzschicht etwa 0,5
bis etwa 20 µm beträgt. Weiterhin ist es aus Gründen der
Formbarkeit und Haftung der laminierten Harzschicht an dem
Metallblech nach dem Formen und aus Gründen der Wirtschaft
lichkeit bevorzugt, daß die Gesamtdicke der laminierten
Harzschicht weniger als etwa 70 µm beträgt.
Metallbleche, die erfindungsgemäß verwendet werden können,
sind Stahlbleche oder -bänder, mit mindestens einem der Me
talle Zinn, Nickel und Zink überzogene Stahlbleche oder
-bänder und Aluminiumbleche oder -bänder. Um die gewünschten
Haftungseigenschaften des Metallblechs an die laminierte,
innere Polyesterharzschicht bereitzustellen, ist es bevor
zugt, daß das Metallblech mit einer einzelnen Schicht aus
hydratisiertem Chromoxid oder einer Doppelschicht, bestehend
aus einer unteren Schicht aus metallischem Chrom und einer
oberen Schicht aus hydratisiertem Chromoxid, bedeckt ist. Im
besonderen ist die Verwendung von zinnfreiem Stahlblech
(TFS) erfindungsgemäß am meisten bevorzugt.
Die Menge an plattiertem Zinn, Nickel bzw. Zink auf dem
Stahlblech beträgt aus Gründen der Wirtschaftlichkeit vor
zugsweise weniger als etwa 3,0 g/m². Beträgt die Menge an
plattiertem Zinn, Nickel bzw. Zink weniger als etwa 0,05
g/m², wird die Wirkung des plattierten Zinn, Nickel bzw.
Zinks auf die Korrosionsbeständigkeit gegenüber verpackten
Nahrungsmitteln und Getränken ungeachtet des Hinzufügens ei
nes weiteren Plattierungsverfahrens, kaum ersichtlich.
Wie vorstehend beschrieben, ist es in der vorliegenden Er
findung bevorzugt, daß das verwendete Metallblech mit einer
einzelnen Schicht aus hydratisiertem Chromoxid oder einer
Doppelschicht, bestehend aus einer unteren Schicht aus me
tallischem Chrom und einer oberen Schicht aus hydratisiertem
Chromoxid, bedeckt ist, um eine hervorragende Haftung der
laminierten Harzschicht an dem Metallblech, im besonderen
nach starkem Formen, wie bei gezogenen und streckgeformten
Dosen und gezogenen und tiefgezogenen Dosen, zu erhalten.
Die bevorzugte Menge an hydratisiertem Chromoxid als Chrom
beträgt etwa 3 bis etwa 30 mg/m² in der einzelnen Schicht
oder der Doppelschicht. Die bevorzugte Menge an metallischem
Chrom in der Doppelschicht beträgt etwa 10 bis etwa 200
mg/m². Beträgt die Menge an hydratisiertem Chromoxid als
Chrom weniger als etwa 3 mg/m² oder mehr als etwa 30 mg/m²,
so kann die Haftung der laminierten Harzschicht an dem Me
tallblech nach starkem Formen schlecht werden. Dies gilt
auch dann, wenn die Menge an metallischem Chrom etwa 10 bis
etwa 200 mg/m² beträgt, besonders, wenn das Laminat nach dem
Verpacken von Nahrungsmitteln und Getränken heißem Dampf in
einer Kammer ausgesetzt wird. Die Abscheidung von metalli
schem Chrom verbessert die Haftung der laminierten Harz
schicht an das Metallblech und die Korrosionsbeständigkeit
des erhaltenen Laminats. Die Abscheidung von metallischem
Chrom in einer Menge größer als etwa 200 mg/m² ist erfin
dungsgemäß jedoch unnötig, da die Korrosionsbeständigkeit
nicht wesentlich verbessert wird, wenn metallisches Chrom in
einer Menge über etwa 200 mg/m² abgeschieden wird.
Es ist bevorzugt, das erfindungsgemäße Laminat nach den fol
genden Verfahren herzustellen, obwohl das Laminat auch durch
übliche Folienlaminierungstechniken, Extrusionsbeschich
tungstechniken oder einer Kombination davon hergestellt wer
den kann.
- (1) Eine dreischichtige Harzfolie, in der eine Polycar bonatharzschicht zwischen eine äußere und innere Poly esterschicht eingebettet ist, wird auf eine oder beide Seiten eines Metallblechs laminiert, das auf eine Tempe ratur von etwa Tm₁ bis etwa Tm₁+150°C erhitzt wurde, wo bei Tm₁ die Schmelztemperatur des Polyesterharzes der inneren Schicht in dem erfindungsgemäßen Laminat ist, und anschließend wird das Laminat schnell oder allmäh lich abgekühlt.
- (2) Ein coextrudiertes, dreischichtiges Harz, in dem eine Polycarbonatharzschicht zwischen eine äußere und innere Polyesterharzschicht eingebettet ist, wird auf eine oder beide Seiten eines Metallblechs aufgebracht, das auf eine Temperatur von etwa Tg+30°C bis etwa Tm₁+150°C er hitzt wurde, wobei Tg die Glasübergangstemperatur der inneren Polyesterharzschicht in dem erfindungsgemäßen Laminat ist, und anschließend wird das Laminat schnell oder allmählich abgekühlt.
- (3) Eine doppelschichtige Harzfolie, bestehend aus einer Po lycarbonatharzschicht und einer Polyesterharzschicht, wird derart auf eine oder beide Seiten eines Metall blechs laminiert, das auf eine Temperatur von etwa Tm₁ bis etwa Tm₁+150°C erhitzt wurde, daß die Polyesterharz schicht mit dem Metallblech in Berührung steht. Danach wird eine Polyesterharzfolie auf die Oberfläche des er haltenen Laminats mit einer Oberflächentemperatur von etwa Tm₂ bis etwa Tm₂+150°C laminiert, wobei Tm₂ die Schmelztemperatur des für die äußere Schicht im erfin dungsgemäßen Laminat verwendeten Polyesterharzes ist, und anschließend das Laminat schnell oder allmählich ab gekühlt.
- (4) Eine Polyesterharzfolie wird auf eine oder beide Seiten eines Metallblechs laminiert, das auf eine Temperatur von etwa Tm₁ bis etwa Tm₁+150°C erhitzt wurde. Danach wird eine doppelschichtige Harzfolie, bestehend aus einer Polycarbonatharzschicht und einer Polyesterharz schicht derart auf das erhaltene Laminat mit einer Ober flächentemperatur von etwa Tm₁ bis etwa Tm₁+150°C lami niert, daß die Polycarbonatharzschicht mit der Oberflä che des erhaltenen Laminats in Berührung steht, und an schließend das Laminat schnell oder allmählich abge kühlt.
- (5) Ein extrudiert,es Polyesterharz wird auf eine oder beide Seiten eines Metallblechs aufgebracht, das auf eine Tem peratur von etwa Tg+30°C bis etwa Tm₁+150°C erhitzt wurde. Danach wird eine doppelschichtige Harzfolie, be stehend aus einer Polycarbonatharzschicht und einer Po lyesterharzschicht derart auf die Oberfläche des erhal tenen Laminats mit einer Oberflächentemperatur von etwa Tm₁ bis etwa Tm₁+150°C laminiert, daß die Polycar bonatharzschicht mit der Oberfläche des erhaltenen Lami nats in Berührung steht, und anschließend das Laminat schnell oder allmählich abgekühlt.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Laminats mittels
einer Folienlaminierungstechnik, ist es wichtig, das Metall
blech auf eine Temperatur zu erhitzen, die über der Schmelz
temperatur der Polyesterharzfolie liegt, die mit dem Metallblech in
Berührung steht, um eine hervorragende Haftung der laminier
ten Harzfolie an dem Metallblech zu erhalten. Bei der Her
stellung des erfindungsgemäßen Laminats mittels einer Extru
sionsbeschichtungstechnik wird jedoch eine hervorragende
Haftung des laminierten Harzes an dem Metallblech durch Er
hitzen des Metallblechs auf eine Temperatur, die oberhalb
der Glasübergangstemperatur liegt, erzielt, da das
aufzubringende Polyesterharz genügend geschmolzen ist.
Ferner ist es notwendig, daß die Oberflächentemperatur des
Laminats mit der äußeren Polycarbonatharzschicht oberhalb
einer Temperatur Tm₂ gehalten wird, um eine hervorragende
Haftung der laminierten Polyesterharzfolie an der Oberfläche
der Polycarbonatharzschicht zu erhalten.
In den vorstehenden Verfahren (1) bis (5) bedeuten Tm₁ und
Tm₂ die Schmelztemperatur des für die innere bzw. äußere
Schicht verwendeten Polyesterharzes, die einen endothermen
Peak in einer gewöhnlichen Differentialthermoanalyse bei
einer Aufheizrate von 10°C/min aufweisen. In einem Poly
esterharzgemisch werden gewöhnlich zwei endotherme Peaks be
obachtet. In diesem Fall wird im allgemeinen der endotherme
Peak bei höherer Temperatur zur Bestimmung der Schmelztempe
ratur des verwendeten Polyesterharzes verwendet.
In diesen Verfahren werden amorphe nicht orientierte, mo
noaxial oder biaxial orientierte Harzfolien für die äußere
und innere Schicht in dem erfindungsgemäßen Laminat verwen
det. Bei Verwendung einer monoaxial oder biaxial orientier
ten Polyesterharzfolie für die innere Schicht, die mit dem
Metallblech in Berührung steht, sollten zumindest Teile der
laminierten, inneren Polyesterharzschicht ihre monoaxial
oder biaxial orientierte Struktur nach dem Laminieren auf
das Metallblech in eine nicht-orientierte amorphe oder fein
kristalline Struktur geändert haben, um die gewünschte her
vorragende Haftung der laminierten Harzschicht an dem Me
tallblech zu erhalten.
In diesen Verfahren ist es nicht bevorzugt, daß das Metall
blech vom Laminieren bis zum Abkühlen des Laminats auf einer
Temperatur oberhalb Tm₁+150°C oder Tm₂+150°C gehalten wird,
da sich die Haftung der laminierten Harzschicht an dem
Metallblech und die Formbarkeit des Laminats infolge des Ab
baus der laminierten Harzfolie durch Erhitzen verschlech
tern. Ferner kann die Oberfläche der äußeren laminierten Po
lyesterharzschicht infolge des Schmelzen der äußeren lami
nierten Polyesterharzschicht an der Laminierungswalze anhaf
ten. Die Laminierungsbedingungen, wie Temperatur des erhitz
ten Metallblechs, Oberflächentemperatur der Laminierwalze
und die nach dem Laminieren bis zum Abschrecken des Laminats
abgelaufene Zeit sollten daher nach den Eigenschaften der
für die äußere und innere Schicht verwendeten Polyester
harze, dem Formverfahren und dem verwendeten Laminat festge
legt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erhitzen des Metallblechs
ist nicht kritisch. Um jedoch eine kontinuierliche und
gleichbleibende Herstellung des Laminats bei hoher Geschwin
digkeit zu gewährleisten, wird zweckmäßigerweise als Verfah
ren zum Erhitzen des Metallblechs eine Wärmeübertragung mit
Walzen durchgeführt, die durch Induktionsheizung und/oder
Widerstandsheizung erhitzt werden. Mit diesen Verfahren kann
das Metallblech schnell erhitzt werden und die Temperatur
des erwärmten Metallblechs kann leicht gesteuert werden.
Ferner werden erfindungsgemäß als Hilfsverfahren zum Erwär
men des zu laminierenden Metallblechs mit Heißdampf erhitzte
Walzen verwendet oder ein Erwärmen in einem elektrischen
Ofen vorgenommen.
Im erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Laminats
wird die Frage, ob das Laminat allmählich oder rasch abge
kühlt wird, anhand der Zusammensetzung und des Zustandes des
für die innere Schicht verwendeten Polyesterharzes, der in
dem erhaltenen Laminat erforderlichen Eigenschaften, der La
minierungsbedingungen und des Verfahrens zum Formen des er
haltenen Laminats bestimmt.
Erfindungsgemäß kann ein Laminat hergestellt werden, in dem
auf einer Seite des Metallblechs durch Anwendung der vorste
hend beschriebenen Verfahren eine dreischichtige Harzfolie
laminiert wird und auf die andere Seite des Metallblechs ein
anderes Material, wie ein Polyolefinharz oder ein Polyamid
harz, laminiert wird.
In dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird das Polyole
finharz aus der Gruppe Polypropylen mit einem Verbindungs
harz, Polyethylen niederer Dichte, Polyethylen mittlerer
Dichte und Polyethylen hoher Dichte ausgewählt. Das Poly
amidharz wird aus der Gruppe Nylon 6, Nylon 66, Nylon 11 und
Nylon 12 mit einem Verbindungsharz ausgewählt.
Die vorliegende Erfindung wird durch die nun folgenden Bei
spiele näher erläutert.
Eine biaxial orientierte, dreischichtige Harzfolie, in der
eine Bisphenol-A-Polycarbonatschicht mit einer Dicke von 7
µm und einer Bruchdehnung von 125% zwischen eine äußere und
innere Polyesterharzschicht eingebettet ist, wird herge
stellt (Dicke der äußeren Polyesterschicht: 10 µm, Dicke der
inneren Polyesterschicht: 5 µm, planarer Orientierungskoef
fizient der äußeren Polyesterschicht: 0,13). Hierbei beste
hen die Polyesterschichten aus Polyethylenterephthalat/Iso
phthalatcopolyester, der durch Kondensationspolymerisation
von 100 Mol-% Ethylenglykol und Dicarbonsäure, bestehend aus
88 Mol-% Terephthalsäure und 12 Mol-% Isophthalsäure, herge
stellt wird. Die vorstehend genannte Harzfolie wird unter
Verwendung eines Laminierwalzenpaars mit einer Oberflächen
temperatur von 90°C auf beide Seiten eines zinnfreien Stahl
bandes mit einer Dicke von 0,26 mm, einer Breite von 250 mm
und einer Härte von T-5 (metallisches Chrom: 105 mg/m², hy
dratisiertes Chromoxid: 17 mg/m² als Chrom) laminiert, das
unter Verwendung von durch Induktionsheizung erhitzten Wal
zen auf 255°C erhitzt worden war. Danach wird das Laminat
sofort mit Wasser abgekühlt.
Eine nicht-orientierte Polyesterharzfolie, bestehend aus 50
Gew.-% Polyethylenterephthalat und 50 Gew. -% Polybutylen
terephthalat (Dicke: 7 µm, Schmelztemperatur: 252°C) wird
unter Verwendung eines Laminierwalzenpaars mit einer Ober
flächentemperatur von 90°C auf beide Seiten eines elektroly
tisch behandelten Aluminiumbandes mit einer Dicke von 0,26
mm und einer Breite von 250 mm (metallisches Chrom: 20
mg/m², hydratisiertes Chromoxid: 8 mg/m² als Chrom) lami
niert, das unter Verwendung von durch Induktionsheizung er
hitzten Walzen auf 270°C erhitzt wurde. Nach 3 Sekunden wird
eine nicht orientierte, doppelschichtige Harzfolie, beste
hend aus einer Bisphenol-A-Polycarbonatschicht als mittlerer
Schicht mit einer Dicke von 7 µm und einer Polyesterharz
schicht als äußerer Schicht, der gleichen Zusammensetzung
wie in Beispiel 1 und einer Dicke von 8 µm, unter Verwendung
eines Laminierwalzenpaars mit einer Oberflächentemperatur
von 90°C auf das mit Polyesterharz laminierte Aluminiumband
mit einer Oberflächentemperatur von 262°C, derart, daß die
Polycarbonatharzschicht mit dem mit dem Polyesterharz
laminierten Aluminiumband in Berührung steht, laminiert. Das
erhaltene Laminat wird nach 2 Sekunden mit Wasser abgekühlt.
Eine nicht-orientierte, doppelschichtige Harzfolie, beste
hend aus Bisphenol-A-Polycarbonat mit einer Dicke von 5 µm
und einer Bruchdehnung von 125% und einer Polyesterharz
schicht mit einer Dicke von 10 µm und einer Schmelztempera
tur von 252°C, die aus 50 Gew.-% Polyethylenterephthalat und
50 Gew.-% Polybutylenterephthalat besteht, wird unter Ver
wendung eines Laminierwalzenpaares mit einer Oberflächentem
peratur von 120°C auf beide Seiten des in Beispiel 1 verwen
deten zinnfreien Stahlbandes laminiert. Die Polyesterharz
schicht steht hierbei mit dem zinnfreien Stahlband in Berüh
rung, das unter Verwendung von durch Induktionsheizung er
hitzten Walzen auf 285°C erhitzt worden war. Nach 2 Sekun
den, wird eine biaxial orientierte Polyethylenterephtha
latfolie mit einer Dicke von 12 µm, einer Schmelztemperatur
von 256°C und einem planaren Orientierungskoeffizienten von
0,14 unter Verwendung eines Laminierwalzenpaars mit einer
Oberflächentemperatur von 100°C auf das mit der doppel
schichtigen Harzfolie laminierte zinnfreie Stahlband mit
einer Oberflächentemperatur von 276°C laminiert und an
schließend das erhaltene Laminat nach 1 Sekunde in Wasser
abgekühlt.
Ein Polyestergemisch, bestehend aus 50 Gew.-% Polyethylen
terephthalat und 50 Gew.-% Polybutylenterephthalat (Schmelz
temperatur: 252°C), das bei einer Temperatur von 280°C ge
schmolzen wird, wird mit einer Dicke von 10 µm mittels einem
Extrusionsbeschichtungsverfahren auf beide Seiten eines
zinnfreien Stahlbandes mit einer Dicke von 0,26 mm, einer
Breite von 250 mm und einer Härte von T-5 laminiert (metal
lisches Chrom: 85 mg/m², hydratisiertes Chromoxid: 23 mg/m²
als Chrom), das unter Verwendung von durch Induktionsheizung
erhitzten Walzen auf 270°C erhitzt worden war. Nach 3 Sekun
den wird eine biaxial orientierte, doppelschichtige Harzfo
lie, bestehend aus einer Bisphenol-A-Polycarbonatschicht als
mittlerer Schicht mit einer Bruchdehnung von 125% und einer
Dicke von 8 µm und einer Polyethylenterephthalat/Isophtha
lat-Copolyester-Harzschicht als äußerer Schicht [hergestellt
durch Kondensationspolymerisation von 100 Mol-% Ethylengly
kol und Dicarbonsäure, bestehend aus 94 Mol-% Terephthal
säure und 6 Mol-% Isophthalsäure (Dicke: 8 µm, planarer
Orientierungskoeffizient: 0,11)] unter Verwendung eines La
minierwalzenpaares mit einer Oberflächentemperatur von 95°C
auf das mit dem Polyesterharzgemisch laminierte zinnfreie
Stahlband mit einer Oberflächentemperatur von 262°C lami
niert und anschließend das erhaltene Laminat sofort in Was
ser abgekühlt.
Ein kaltgewalztes Stahlband mit einer Dicke von 0,26 mm,
einer Breite von 250 mm und einer Härte von T-5 wird elek
trolytisch entfettet und unter herkömmlichen Bedingungen ab
gebeizt. Nach dem Spülen mit Wasser wird das Stahlband mit
1,5 g/m² Zinn unter Verwendung eines Zinnelektrolyten, be
stehend aus 80 g/l Zinnsulfat, 60 g/l Phenolsulfonsäure
(65%ige Lösung) und 0,06 g/l α-Ethoxynaphthol, in Wasser bei
20 A/dm² Kathodenstromdichte und einer Elektrolyttemperatur
von 45°C auf galvanischem Weg verzinnt. Nach dem Abspülen
mit Wasser wird durch kathodische Abscheidung auf beide Sei
ten des verzinnten Stahlblechs unter Verwendung eines Elek
trolyten mit einem Gehalt an 50 g/Liter Chromsäure und 0,5
g/Liter Schwefelsäure in Wasser bei 40 A/dm² Kathodenstrom
dichte und einer Elektrolyttemperatur von 50°C ein Film er
zeugt, bestehend aus einer oberen Schicht von 13 mg/m² hy
dratisiertem Chromoxid als Chrom und einer unteren Schicht
von 70 mg/m² metallischem Chrom. Das auf diese Weise behan
delte Stahlband wird mit heißem Wasser abgespült und ge
trocknet.
Ein coextrudiertes Harz mit einer Dreifachschicht, das auf
290°C erhitzt worden war, derselben Zusammensetzung und der
selben Dicke wie in Beispiel 1, wird auf beide Seiten des
verzinnten Stahlbandes, das auf 218°C erhitzt worden war,
laminiert und anschließend das Laminat sofort mit Wasser ab
gekühlt.
Eine nicht-orientierte Bisphenol-A-Polycarbonatfolie mit
einer Dicke von 20 µm wird auf beide Seiten des in Beispiel
1 verwendeten zinnfreien Stahlbandes laminiert, das auf
300°C erhitzt worden war, und anschließend das Laminat so
fort in Wasser abgekühlt.
Eine biaxial orientierte Polyethylenterephthalat/Isophtha
lat-Copolyesterharzfolie, hergestellt durch Kondensationspo
lymerisation von 100 Mol-% Ethylenglykol und Dicarbonsäure,
bestehend aus 88 Mol-% Terephthalsäure und 12 Mol-% Iso
phthalsäure (Dicke: 22 µm, Schmelztemperatur: 228°C, plana
rer Orientierungskoeffizient: 0,14) wird unter Verwendung
eines Laminierwalzenpaares mit einer Oberflächentemperatur
von 90°C auf beide Seiten des in Beispiel 1 verwendeten
zinnfreien Stahlbandes laminiert, das unter Verwendung von
durch Induktionsheizung erhitzten Walzen auf 260°C erhitzt
worden war, und anschließend das Laminat sofort in Wasser
abgekühlt.
Eine biaxial orientierte, doppelschichtige Harzfolie, beste
hend aus einer äußeren Bisphenol-A-Schicht, die der in Bei
spiel 1 verwendeten Mittelschicht entspricht und einer
inneren Copolyesterharzschicht, der gleichen Zusammensetzung
und der gleichen Dicke wie die innere Schicht von Beispiel
1, wird auf beide Seiten des gleichen zinnfreien Stahlbandes
wie in Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen wie in
Beispiel 1 laminiert. Nach 2 Sekunden wird das Laminat in
Wasser abgekühlt.
Das erhaltene Laminat wird unter den folgenden Formungsbe
dingungen zu einer gezogenen und streckgeformten Dose ge
formt:
Durchmesser des kreisförmigen Werkstücks: 187 mm
Ziehverhältnis: 1, 50
Ziehverhältnis: 1, 50
Erstes Nachziehverhältnis: 1,29
Zweites Nachziehverhältnis: 1,24
Drittes Nachziehverhältnis: 1,20
Krümmungsradius des für das Nachziehverfahren verwende ten Stanzblocks: 0,4 mm
Gewicht zum Verhindern der Faltenbildung: 6000 kg
Zweites Nachziehverhältnis: 1,24
Drittes Nachziehverhältnis: 1,20
Krümmungsradius des für das Nachziehverfahren verwende ten Stanzblocks: 0,4 mm
Gewicht zum Verhindern der Faltenbildung: 6000 kg
Im Dosenkörper zum Dosenabschluß: -20%.
Die Eigenschaften der gezogenen und streckgeformten Dosen,
die unter den vorstehend genannten Bedingungen erhalten wer
den, werden nach den folgenden Prüfverfahren bewertet. Die
Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.
Die Haftung der laminierten Harzschicht an dem Metallblech
wurde mit bloßem Auge durch das Maß des Abplatzens der Harz
schicht an einem im Nachziehverfahren erhaltenen Gefäß be
wertet.
Fanta Orange wird in der
erhaltenen gezogenen und streckgeformten Dose verpackt. Der
Geschmack des verpackten Fanta Orange nach 3 Wochen Lagerung
bei 37°C wird mittels einem Panel von 100 Personen mit dem
vor dem Verpacken verglichen. Die Ergebnisse des Panels sind
tabellarisch nach dem folgenden Schlüssel zusammengestellt:
Über 90 Personen finden keinen Unterschied im Geschmack: gut
Zwischen 60 und unter 90 Personen finden keinen Unterschied im Geschmack: annehmbar
Unter 60 Personen finden keinen Unterschied im Geschmack: schlecht.
Über 90 Personen finden keinen Unterschied im Geschmack: gut
Zwischen 60 und unter 90 Personen finden keinen Unterschied im Geschmack: annehmbar
Unter 60 Personen finden keinen Unterschied im Geschmack: schlecht.
Eine Probe mit einer Breite von 30 mm und einer Länge von 30
mm wird vom Dosenabschluß der erhaltenen gezogenen und
streckgeformten Dose abgeschnitten: Ein Stahlstab mit einem
Durchmesser von 1,27 cm (1/2 inch) und einem Gewicht von 1
kg wird aus einer Höhe von 40 mm auf die Probe fallengelas
sen, die sofort nach 5minütigem Eintauchen in Eiswasser ge
prüft wird. Die Beständigkeit gegen Einbeulung im nach außen
gewölbten Teil der Probe wird bewertet, indem der durch
schnittliche Stromwert bestimmt wird, der zwischen dem als
Anode dienenden Metallblech, das durch Risse an der lami
nierten Harzschicht an der Seite, die der Innenseite der
Dose entspricht, ungeschützt ist und einen als Kathode die
nenden rostfreiem Stahlstab, die durch einen eine 3%-ige
Natriumchloridlösung enthaltenden Schwamm in Kontakt stehen,
bei einer konstanten Spannung von 6,3 Volt gemessen wird.
In der vorstehenden Tabelle bedeuten:
* PC bedeutet Bisphenol-A-Polycarbonat
** P-PI bedeutet Copolyesterharz, bestehend aus Polyethy lenterephthalat/Isophthalat.
III PET bedeutet Polyethylenterephthalat
IV P/PB bedeutet Polyesterharzgemisch, bestehend aus 50 Gew.-% Polyethylenterephthalat und 50 Gew.-% Polybuty lenterephthalat.
V Ns bedeutet planarer Orientierungskoeffizient
VI - bedeutet keine Bewertung des Abplatzens der lami nierten Harzfolie.
** P-PI bedeutet Copolyesterharz, bestehend aus Polyethy lenterephthalat/Isophthalat.
III PET bedeutet Polyethylenterephthalat
IV P/PB bedeutet Polyesterharzgemisch, bestehend aus 50 Gew.-% Polyethylenterephthalat und 50 Gew.-% Polybuty lenterephthalat.
V Ns bedeutet planarer Orientierungskoeffizient
VI - bedeutet keine Bewertung des Abplatzens der lami nierten Harzfolie.
Claims (18)
1. Metallblech oder -band, bei dem eine oder beide Seiten
mit einer Dreifachschicht aus thermoplastischem Harz la
miniert ist (sind) und die Dreifachschicht eine äußere
und innere Polyesterschicht mit wiederkehrenden Einhei
ten der Formel (1)
in der R₁ einen Alkylenrest mit 2 bis 6 Kohlenstoffato
men und R₂ einen Alkylen- oder Arylenrest mit 2 bis 24
Kohlenstoffatomen bedeutet, und eine mittlere Polycar
bonatharzschicht mit wiederkehrenden Einheiten der For
mel (2)
in der R₃ einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit
2 bis 10 Kohlenstoffatomen oder einen aromatischen Koh
lenwasserstoffrest mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeu
tet, umfaßt, die zwischen die innere und äußere Poly
esterschicht eingebettet ist.
2. Metallblech oder -band nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß eine
Seite mit einem Polyolefinharz oder einem Polyamidharz
laminiert ist.
3. Metallblech oder -band nach einem der Ansprüche 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Polyester
schicht ein Polyethylenterephthalat oder Polyethylen
terephthalat-Isophthalat-Copolyester ist.
4. Metallblech oder -band Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß das Polyesterharz für die äußere Polyester
schicht eine biaxial orientierte Polyesterharzschicht
mit einem planaren Orientierungskoeffizienten nach dem
Laminieren auf das Metallblech von 0,3 bis 0,12 ist.
5. Metallblech oder -band nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die innere Polyesterschicht
aus der Gruppe Polyethylenterephthalat, Copolyester mit
wiederkehrenden Ethylenterephthalateinheiten, Copoly
ester mit wiederkehrenden Butylenterephthalateinheiten
oder Gemischen davon ausgewählt ist.
6. Metallblech oder -band nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Polycarbonat
schicht ein aromatisches Polycarbonatharz mit einer
Bruchdehnung über 70% ist.
7. Metallblech oder -band nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polycarbonatharz ein Bisphenol-A-Poly
carbonat ist.
8. Metallblech oder -band nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Polyolefinharz aus der Gruppe Polypro
pylen mit einem Verbindungsharz, Polyethylen niederer
Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte oder Polyethylen
hoher Dichte ausgewählt ist.
9. Metallblech oder -band nach Anspruch 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Polyamidharz aus der Gruppe
Nylon 6, Nylon 66, Nylon 11 oder Nylon 12 mit einem Ver
bindungsharz ausgewählt ist.
10. Metallblech oder -band nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Metallblech aus der
Gruppe Stahlbleche, mit mindestens einem der Metalle
Zinn, Nickel und Zink überzogene Stahlbleche und Alumi
niumbleche ausgewählt ist.
11. Metallblech oder -band nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Metallblech mit einer einzelnen
Schicht aus hydratisiertem Chromoxid oder einer Doppel
schicht bestehend aus einer oberen Schicht aus hydrati
siertem Chromoxid und einer unteren Schicht aus metalli
schem Chrom, überzogen ist.
12. Metallblech oder -band nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Menge an hydratisiertem Chromoxid als
Chrom 3 bis 30 mg/m² beträgt.
13. Metallblech oder -band nach Anspruch 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Menge an metallischem Chrom in der
Doppelschicht 10 bis 200 mg/m² beträgt.
14. Verfahren zur Herstellung des Metallbleches oder -bandes
nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tm₁ bis Tm₁+150°C, wobei Tm₁ die Schmelztemperatur des Poly esterharzes der inneren Schicht in dem Laminat gemäß An spruch 1 ist,
Laminieren einer dreischichtigen, thermoplastischen Harzfolie, bestehend aus einer äußeren und inneren Poly esterharzschicht der Formel (1) nach Anspruch 1 und einer mittleren Polycarbonatharzschicht der Formel (2) nach Anspruch 1, die zwischen die äußere und innere Po lyesterharzschicht eingelegt ist, auf das erhitzte Me tallblech, und anschließend Abkühlen des Laminats.
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tm₁ bis Tm₁+150°C, wobei Tm₁ die Schmelztemperatur des Poly esterharzes der inneren Schicht in dem Laminat gemäß An spruch 1 ist,
Laminieren einer dreischichtigen, thermoplastischen Harzfolie, bestehend aus einer äußeren und inneren Poly esterharzschicht der Formel (1) nach Anspruch 1 und einer mittleren Polycarbonatharzschicht der Formel (2) nach Anspruch 1, die zwischen die äußere und innere Po lyesterharzschicht eingelegt ist, auf das erhitzte Me tallblech, und anschließend Abkühlen des Laminats.
15. Verfahren zur Herstellung des Metallbleches oder -bandes
nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tg+30°C bis Tm₁+150°C, wobei Tg und Tm₁ die Glasüber gangstemperatur bzw. die Schmelztemperatur des Poly esterharzes der inneren Schicht in dem Laminat nach An spruch 1 sind,
Extrusionsbeschichtung einer dreischichtigen, thermopla stischen Harzschicht, bestehend aus einer äußeren und inneren Polyesterharzschicht der Formel (1) nach An spruch 1 und einer mittleren Polycarbonatschicht der Formel (2) nach Anspruch 1 auf das erhitzte Metallblech und
anschließend Abkühlen des Laminats.
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tg+30°C bis Tm₁+150°C, wobei Tg und Tm₁ die Glasüber gangstemperatur bzw. die Schmelztemperatur des Poly esterharzes der inneren Schicht in dem Laminat nach An spruch 1 sind,
Extrusionsbeschichtung einer dreischichtigen, thermopla stischen Harzschicht, bestehend aus einer äußeren und inneren Polyesterharzschicht der Formel (1) nach An spruch 1 und einer mittleren Polycarbonatschicht der Formel (2) nach Anspruch 1 auf das erhitzte Metallblech und
anschließend Abkühlen des Laminats.
16. Verfahren zur Herstellung des Metallbleches oder -bandes
nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tm₁ bis Tm₁+150°C,
Laminieren einer doppelschichtigen, thermoplastischen Harzfolie, umfassend eine Polycarbonatharzschicht der Formel (2) nach Anspruch 1 und eine Polyesterharzschicht der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das erhitzte Metall blech derart, daß die Polyesterschicht mit dem Metall blech in Berührung steht,
Nachlaminieren einer Polyesterharzfolie der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das Laminat mit einer Oberflächen temperatur von Tm₂ bis Tm₂+150°C, wobei Tm₂ die Schmelz temperatur der äußeren Polyesterharzschicht in dem Lami nat nach Anspruch 1 ist, und
anschließend Abkühlen des Laminats.
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tm₁ bis Tm₁+150°C,
Laminieren einer doppelschichtigen, thermoplastischen Harzfolie, umfassend eine Polycarbonatharzschicht der Formel (2) nach Anspruch 1 und eine Polyesterharzschicht der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das erhitzte Metall blech derart, daß die Polyesterschicht mit dem Metall blech in Berührung steht,
Nachlaminieren einer Polyesterharzfolie der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das Laminat mit einer Oberflächen temperatur von Tm₂ bis Tm₂+150°C, wobei Tm₂ die Schmelz temperatur der äußeren Polyesterharzschicht in dem Lami nat nach Anspruch 1 ist, und
anschließend Abkühlen des Laminats.
17. Verfahren zur Herstellung des Metallbleches oder -bandes
nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tm₁ bis Tm₁+150°C,
Laminieren einer Polyesterharzfolie der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das erhitzte Metallblech,
Nachlaminieren einer doppelschichtigen, thermoplasti schen Harzfolie, umfassend eine Polyesterharzschicht der Formel (1) nach Anspruch 1 und eine Polycarbonatharz schicht der Formel (2) nach Anspruch 1 auf das Laminat mit einer Oberflächentemperatur von Tm₁ bis Tm₁+150°C derart, daß die Polycarbonatharzschicht mit dem mit dem Polyesterharz laminierten Metallblech in Berührung steht, und
anschließend Abkühlen das Laminats.
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tm₁ bis Tm₁+150°C,
Laminieren einer Polyesterharzfolie der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das erhitzte Metallblech,
Nachlaminieren einer doppelschichtigen, thermoplasti schen Harzfolie, umfassend eine Polyesterharzschicht der Formel (1) nach Anspruch 1 und eine Polycarbonatharz schicht der Formel (2) nach Anspruch 1 auf das Laminat mit einer Oberflächentemperatur von Tm₁ bis Tm₁+150°C derart, daß die Polycarbonatharzschicht mit dem mit dem Polyesterharz laminierten Metallblech in Berührung steht, und
anschließend Abkühlen das Laminats.
18. Verfahren zur Herstellung des Metallbleches oder -bandes
nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich
net, daß es folgende Schritte umfaßt:
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tg+30°C bis Tm₁+150°C,
Extrusionsbeschichtung eines geschmolzenen Polyester harzes der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das erhitzte Metallblech,
Laminieren einer doppelschichtigen thermoplastischen Harzfolie, bestehend aus einer Polycarbonatharzschicht der Formel (2) nach Anspruch 1 und einer Polyesterharz schicht der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das extru sionsbeschichtete Metallblech mit einer Oberflächentem peratur von Tm₁ bis Tm₁+150°C derart, daß die Polycar bonatharzschicht mit dem extrusionsbeschichteten Metall blech in Berührung steht, und
anschließend Abkühlen des Laminats.
Erhitzen eines Metallblechs auf eine Temperatur von Tg+30°C bis Tm₁+150°C,
Extrusionsbeschichtung eines geschmolzenen Polyester harzes der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das erhitzte Metallblech,
Laminieren einer doppelschichtigen thermoplastischen Harzfolie, bestehend aus einer Polycarbonatharzschicht der Formel (2) nach Anspruch 1 und einer Polyesterharz schicht der Formel (1) nach Anspruch 1 auf das extru sionsbeschichtete Metallblech mit einer Oberflächentem peratur von Tm₁ bis Tm₁+150°C derart, daß die Polycar bonatharzschicht mit dem extrusionsbeschichteten Metall blech in Berührung steht, und
anschließend Abkühlen des Laminats.
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