Procédé de vernissage de boîtes à conserves. La présente invention a pour objet un procédé de vernissage de boîtes à. conserves en tôle non étamée, qui se pratique en vue de préserver le métal de l'oxydation et d'assu rer ainsi la conservation du contenu des boîtes.
Jusqu'ici on a utilisé, pour le vernissage des boîtes à conserves, uniquement des ver nis à plastifiant gras. Outre le fait que les matières grasses entrant dans la position des plastifiants gras peuvent trouver des appli cations plus avantageuses, ces vernis, natu rels ou synthétiques, offrent divers incon vénients. Ils n'assurent une protection effi cace qu'en couche relativement épaisse en traînant une consommation de l'ordre de 40 gr de vernis par m2 de tôle, leur durcisse ment exige une cuisson prolongée des boîtes vernies, de l'ordre de 80 minutes, et ils se ra mollissent aux températures de stérilisation des conserves en risquant de découvrir le mé tal des boîtes.
Pour écarter ces inconvénients, on a pro posé d'employer, pour le vernissage des boîtes à conserves, des vernis à base de résines syn thétiques, c'est-à-dire de produits de conden sation et de polymérisation, et contenant très peu de plastifiant non gras. L'emploi de ces vernis devait permettre de réduire au quart l'épaisseur de la couche de vernis nécessaire à une protection efficace de la tôle, et au dixième la durée de cuisson des boîtes vernies, tout en assurant une résistance parfaite aux températures d'étuvage ainsi qu'aux chocs et autres sollicitations mécaniques.
Toutefois, les tentatives qui ont été faites jusqu'à pré sent pour tirer parti de ces qualités des ver nis à plastifiant non gras n'ont pas donné en pratique les résultats attendus, soit que les revêtements de vernis en couche mince se soient révélés insuffisamment couvrants pour protéger des tôles plus ou moins rugueuses comme elles le sont généralement, soit que la couche de vernis, même plus épaisse, se soit craquelée- ou -écaillée à l'usage.
Le procédé selon la présente invention est basé sur l'observation du fait que le traite ment habituel: application d'une simple cou che de vernis et cuisson des boîtes directe ment en pleine chaleur du four, convenable pour les vernis à plastifiant gras, ne convient nullement pour les vernis à plastifiant non gras.
C'est pourquoi le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on applique sur les boîtes deux couches superposées de vernis à base de résines synthétiques, à, plastifiant non gras, en ce que l'on fait subir à la pre mière couche de vernis avant l'application de la seconde couche, une cuisson que l'on ar rête avant la polymérisation complète des ré sines pour que celles-ci demeurent fusibles sans être solubles dans les solvants, tandis que l'on pousse la cuisson, après application de la seconde couche de vernis, jusqu'à fu sion des deux couches en une seule et poly mérisation complète des résines.
La première cuisson a ainsi pour effet d'évaporer les sol vants du vernis de la première couche et d'amener celui-ci à un état lui permettant de se fondre, avec le vernis de la .seconde couche, en une seule couche parfaitement homogène lors de la seconde cuisson qui amènera la polymérisation définitive.
De la sorte, les imperfections éventuelles de la première couche de vernis sont compen sées par la deuxième couche, ce qui rend pos sible de donner à ces couches une très faible épaisseur tout en assurant une protection complète de la surface métallique à vernir.
Dans les deux opérations de cuisson que comporte le procédé, il est avantageux d'opé rer la cuisson des boîtes vernies en élevant graduellement la température du four, afin d'éviter qu'un échauffement trop rapide sèche et cuise prématurément la pellicule extérieure de la couche de vernis, ne permet tant plus le dégagement des vapeurs de sol vants et des gaz de polymérisation qui for meraient dans la couche de vernis des bulles constituant autant de points faibles dans la protection du métal.
De préférence, tant lors de la première que de la deuxième cuisson, la température du four croît régulièrement pour atteindre son maximum aux 91" de la durée de cuisson et retomber ensuite à la. tempéra ture extérieure pendant le l;@lo restant.
On va décrire maintenant, à titre d'exem ple, un modé, d'exécution préféré du procédé de vernissa--e faisant l'objet de l'invention.
Préalablement au vernissage, les boîtes de tôle brut subissent avantageusement un trai tement de nettoyage qui peut comporter di verses opérations: décapage à l'acide sulfu rique chaud si lïa tôle est rouillée, dégraissage au triebloréthylène ou dévernissage à la soude caustique si la tôle a été graissée ou vernie en planches pour la protéger de 1a rouille. Ensuite peut venir un traitement de préparation destiné à uniformiser les sur faces de tôle à vernir en les ;
-ranulant par une légère phosphatation, en vue d'assurer l'adhérence, du vernis appliqué ultérieure ment. Le, boîtes phosphatées, puis rincées et séchées sont: alors prêtes à ètre vernies.
Lors de l'application du vernis sur les boîtes, une difficulté se présente pour assu rer la répartition uniforme du vernis en cou che mince sur toutes les surfaces, intérieures et; ou extérieures des boîtes. On a proposé an térieurement de recourir à la force centrifuge pour étaler le vernis sur la surface intérieure d'une boîte tournant à grande vitesse, mais ce moyen ne convient que dans le cas de boîtes rondes et n'est en tout cas pas applicable au vernissage de la. surface extérieure.
On peut résoudre la difficulté en imprimant aux boîtes à vernir un mouvement combiné de translation et de rotation qui amène succes sivement tous les points de la surface inté rieure et extérieure des boîtes dans la tra jectoire de jets de vernis fluide arrosant les boîtes au passage. La forme des boîtes peut être quelconque, ronde, ovale, carrée ou rec tangulaire, et la vitesse de la rotation qui leur est imprimée dépend uniquement de la rapidité désirée de l'opération, c'est-à-dire de la durée pendant laquelle les boîtes restent soumises à l'arrosage.
De préférence, l'arrosage des boîtes s'ef fectue en jets compacts de plusieurs milli- mètres d'épaisseur, afin d'éviter l'occlusion de bulles d'air dans la couche de vernis, comme il s'en produirait pas émulsionnement si l'on procédait .à l'arrosage en gouttelettes ou par pulvérisation.
Après le vernissage, les boîtes sont égout tées sans rotation et dans une position de préférence telle que le grand axe des boîtes ovales ou une diagonale des boîtes carrées ou rectangulaires occupe une position verti cale. Ceci permet au vernis égoutté de s'écou ler par un angle -de la boîte. S'il s'agit de boîtes rondes à joint soudé ou agrafé sui vant une génératrice, on les égoutte avec le joint en bas pour que le vernis se rassemble le long du joint.
Avantageusement, dans les traitements de nettoyage et de préparation des boîtes, cités ci-dessus, on procède de la même manière que pour le vernissage, c'est-à-dire par arrosage, au moyen de liquides appropriés, des boîtes animées d'un mouvement combiné de trans lation et de rotation, et égouttage dans une position fige.
Ires boîtes vernies et égouttées sont en suite passées au four en vue de la cuisson du vernis jusqu'à obtention d'une polymérisa tion partielle des résines constituant le ver nis, la température et la durée de la cuisson étant réglées de manière correspondante. Il est avantageux d'imprimer aux boîtes, pen dant la cuisson, un mouvement de rotation lent qui a pour effet d'uniformiser la cuisson en variant l'exposition des différentes sur faces des boîtes.
Au sortir du four de cuisson, les boîtes sont refroidies, ce qui s'effectue simplement par exposition à l'air libre, sans rotation.
Les boîtes cuites et refroidies, dont la couche de vernis n'est plus soluble dans les solvants mais est encore fusible en raison de la. polymérisation incomplète des résines, re çoivent ensuite une seconde couche de vernis par arrosage avec mouvement combiné de translation et de rotation, puis elles sont égouttées en position fige comme dans la pre mière phase du traitement. La seconde cou- che de vernis peut, sans inconvénient, être plus mince .que la première.
La deuxième cuisson, à laquelle sont alors soumises les boîtes, s'opère au four comme la première, de préférence avec rotation lente des boîtes, mais la durée de cuisson est plus longue et la température plus élevée de ma nière à assurer la fusion des deux couches de vernis en une seule couche bien homogène et la polymérisation complète des résines.
Après refroidissement, les boîtes sont prêtes à l'emploi. Le vernis dont elles sont entièrement revêtues est inattaquable par les matières grasses, et il résiste parfaitement au traitement des boîtes à l'autoclave à la tem pérature de 12i5 C, pendant 40 minutes, dans des .milieux à<B>pH</B> 5 et p$ 8. L'adhérence du vernis à la tôle est telle que la tôle peut être pliée jusqu'à rupture sans que le vernis ne craquelle ni ne se détache, et même le martèlement avec forte déformation- de la tôle ne provoque ni détachement du vernis, ni perte de ses qualités de protection.
Bien entendu, on appliquera ce procédé de vernissage non seulement aux boîtes à conserves, mais aussi à leurs éléments cons titutifs, viroles, fonds et couvercles.
Varnishing process for cans. The present invention relates to a process for varnishing boxes. tins made of non-tinned sheet, which is used to preserve the metal from oxidation and thus to ensure the preservation of the contents of the cans.
Until now, only greasy plasticizer worms have been used for varnishing cans. Besides the fact that the fats entering the position of fatty plasticizers can find more advantageous applications, these varnishes, natural or synthetic, have various drawbacks. They only provide effective protection in a relatively thick layer, dragging a consumption of around 40 g of varnish per m2 of sheet metal, their hardening requires prolonged baking of the varnished boxes, of the order of 80 minutes , and they soften at the sterilization temperatures of the cans, risking the exposure of the metal in the cans.
In order to avoid these drawbacks, it has been proposed to use, for the varnishing of cans, varnishes based on synthetic resins, that is to say on products of condensation and polymerization, and containing very little non-greasy plasticizer. The use of these varnishes should make it possible to reduce to a quarter the thickness of the varnish layer necessary for effective protection of the sheet, and to a tenth the baking time of the varnished boxes, while ensuring perfect resistance to the temperatures of baking as well as shocks and other mechanical stresses.
However, the attempts which have been made so far to take advantage of these qualities of non-greasy plasticizer ver nis have not given the expected results in practice, either because the thin-film varnish coatings have proved insufficient. covering to protect more or less rough sheets as they generally are, either that the layer of varnish, even thicker, is cracked - or - chipped with use.
The process according to the present invention is based on the observation that the usual treatment: application of a single layer of varnish and baking of the cans directly in the heat of the oven, suitable for varnishes with fatty plasticizers, does not not suitable for non-greasy plasticizer varnishes.
This is why the process according to the invention is characterized in that two superimposed layers of varnish based on synthetic resins, with a non-greasy plasticizer, are applied to the boxes, in that the first is subjected to the first layer of varnish before the application of the second layer, a baking which is stopped before the complete polymerization of the resins so that they remain fusible without being soluble in the solvents, while the baking is increased, after application of the second layer of varnish, until the two layers have melted into a single one and complete polymerization of the resins.
The first firing thus has the effect of evaporating the ground before the varnish of the first layer and of bringing it to a state allowing it to blend, with the varnish of the second layer, in a single perfectly homogeneous layer. during the second firing which will bring about the final polymerization.
In this way, any imperfections in the first layer of varnish are compensated for by the second layer, which makes it possible to give these layers a very small thickness while ensuring complete protection of the metal surface to be varnished.
In the two baking operations involved in the process, it is advantageous to bake the varnished cans by gradually raising the temperature of the oven, in order to prevent too rapid heating from drying out and prematurely baking the outer film of the oven. layer of varnish, no longer allows the release of solvent vapors and polymerization gases which would form bubbles in the varnish layer, constituting so many weak points in the protection of the metal.
Preferably, during both the first and the second firing, the temperature of the oven increases steadily to reach its maximum at 91 "of the baking time and then falls back to the outside temperature for the remaining l; @lo.
We will now describe, by way of example, a preferred embodiment of the varnishing process that is the subject of the invention.
Prior to varnishing, the cans of raw sheet metal advantageously undergo a cleaning treatment which may include various operations: pickling with hot sulfuric acid if the sheet is rusty, degreasing with trieblorethylene or varnishing with caustic soda if the sheet has been greased or varnished in planks to protect it from rust. Then there may come a preparation treatment intended to standardize the surfaces of the sheet to be varnished in them;
-ranulant by a slight phosphating, in order to ensure adhesion, of the varnish applied subsequently. The, phosphated, then rinsed and dried cans are: then ready to be varnished.
When applying the varnish to the boxes, a difficulty arises in ensuring the uniform distribution of the varnish in a thin layer on all surfaces, interior and; or outer boxes. It has previously been proposed to resort to centrifugal force to spread the varnish on the inner surface of a box rotating at high speed, but this means is only suitable in the case of round boxes and is in any case not applicable to opening of the. outer surface.
The difficulty can be solved by imparting to the boxes to be coated with a combined movement of translation and rotation which successively brings all the points of the interior and exterior surface of the boxes into the path of jets of fluid varnish spraying the boxes as they pass. The shape of the boxes can be any, round, oval, square or rec tangular, and the speed of the rotation which is imparted to them depends only on the desired speed of the operation, that is to say on the duration during which the boxes remain subject to watering.
Preferably, the cans are sprayed in compact jets several millimeters thick, in order to avoid the occlusion of air bubbles in the layer of varnish, as this would not result in emulsification. whether the watering was done in droplets or by spraying.
After varnishing, the cans are drained without rotation and in a position preferably such that the long axis of the oval cans or a diagonal of the square or rectangular cans occupies a vertical position. This allows the drained varnish to flow through an angle of the can. In the case of round boxes with a welded or stapled joint following a generator, they are drained with the joint at the bottom so that the varnish collects along the joint.
Advantageously, in the treatments for cleaning and preparing the cans, mentioned above, the procedure is the same as for varnishing, that is to say by spraying, using suitable liquids, the cans animated with a combined movement of translation and rotation, and draining in a frozen position.
Ires varnished and drained cans are then passed to the oven with a view to baking the varnish until partial polymerization of the resins constituting the ver nis is obtained, the temperature and the duration of the baking being adjusted accordingly. It is advantageous to impart to the boxes, during baking, a slow rotational movement which has the effect of making the baking uniform by varying the exposure of the different faces of the boxes.
On leaving the baking oven, the boxes are cooled, which is done simply by exposure to the open air, without rotation.
Baked and cooled cans, the varnish layer of which is no longer soluble in solvents but is still meltable due to the. incomplete polymerization of the resins, then receive a second layer of varnish by spraying with a combined movement of translation and rotation, then they are drained in the frozen position as in the first phase of the treatment. The second layer of varnish can conveniently be thinner than the first.
The second firing, to which the cans are then subjected, takes place in the oven like the first, preferably with slow rotation of the cans, but the cooking time is longer and the temperature higher so as to ensure the fusion of the cans. two coats of varnish in a single homogeneous coat and the complete polymerization of the resins.
After cooling, the boxes are ready for use. The varnish with which they are fully coated is unassailable by fatty substances, and it perfectly resists treatment of the cans in an autoclave at a temperature of 12 ° C. for 40 minutes, in environments at <B> pH </ B > 5 and p $ 8. The adhesion of the varnish to the sheet is such that the sheet can be bent until it breaks without the varnish cracking or peeling off, and even hammering with strong deformation of the sheet does not. causes neither detachment of the varnish, nor loss of its protective qualities.
Of course, this varnishing process will be applied not only to cans, but also to their constituent parts, ferrules, bottoms and lids.