Verfahren zur Behandlung von Aluminiumtuben. Die Erfindung bezieht sich auf Altimi- riiumtuben, die vor ihrer Verwendung einer Behandlung unterworfen werden, um sie gegen korrodierende Angriffe durch den In halt widerstandsfähig zu machen. Die Erfin dung wird nachstehend unter besonderer Be- rüeksiehtigung der Verpackung von Zahn pasten besehrieben, doch ist sie selbstverständ- licb auch zum Verpacken anderer ähnlicher Materialien, wie kosmetische Cremen, Pasten usw., anwendbar.
Beim Verpacken und Verkauf von Zahn pasten und ähnlichen Produkten, die wasser lösliche Salze und dergleichen Aluminium an greifende Stoffe enthalten, wird die Korro sion zu einem schwerwiegenden Problem, wenn man diese Produkte in Aluminiumtuben verpacken will. Die Korrosion äussert sich in der Remel. dureh die Bildung von Grübchen, einer schweren Form des lokalen Angriffes an der Innenfläche der Tuben. Die Wandun gen von Aluminiumtuben müssen dem Zweck entsprechend dünn sein. Ihre Dicke beträgt vorzugsweise 1 bis 1,27 mm oder weniger, um Metall zu sparen und Tuben zu erhalten, die sich beim Gebrauch leicht zusammendrücken lassen.
Diese Dünnheit der Wandringen, ob schon sie für gewisse Zwecke erwünscht, ist, verkürzt die Zeit, in welcher eine Tube durch Korrosionswirkung versagen kann, z. B. wenn der korrosive Angriff so stark ist, da.ss die Wandung durchbrochen wird.
Solche Tuben werden beim Gebrauch und der Lagerring leicht gebogen und verbeult, wodurch örtliche Spannungen und gehärtete Stellen in den Wandungen entstehen, welche offenbar die Korrosion induzieren.
Zur Verhinderung dieser Korrosion hat. man schon Schutzschiehten aus Aeetylcellu- lose, faserlosem Cellttlosehydrat, Phenolharz lacken und dergleichen filmbildenden Über zügen angewendet, doch verteuert dies die Herstellungskosten wesentlich, was insofern unerwünscht ist, als die Tuben nicht wieder gefüllt werden und man sie nach Gebrauch fortwirft. Ausserdem werden die Schutzbeläge oft vom Tubeninhalt angegriffen.
Es ist auch schwierig, auf der Innenseite von Aluminium tuben eine kontinuierliche ununterbrochene Schutzschicht anzubringen, welche eine gute Schutzwirkung hat und nicht abblättert oder abschält, wenn die Tuben beim normalen Ge brauch zusammengedrückt oder verbogen wer den.
Auch andere Tuben, z. B. verzinnte Blei tuben, sind verwendet worden. Diese sind je doch teuer und haben ausserdem den Nach teil, dass ihr Inhalt mit dem giftigen Blei ver unreinigt werden kann.. Aluminium ist da gegen praktisch ungiftig und kann gut zu Tuben verformt werden, die weich sind und sich besonders dort eignen, wo nicht mit Kor rosion gerechnet werden muss.
Bei der üblichen Herstellung weicher, zii- sammendrückbarer Tuben werden durch Aus pressen aus einem Block oder Stück aus rela- tiv reinem Aluminium (99,5% Al) Rohre her- gestellt und diese dann getempert, um die Kristallstruktur des Metalles zu verändern eine eine weiche, biegsame Tube zu erhalten, die sich leicht zusammendrücken und auf sieh selbst aufrollen lässt.
Es ist bekannt, dass eine derartige Anlassbehandlung von kaltbearbei tetem Aluminium dessen Korrosionsbeständig keit verbessert, doch hat. man gefunden, dass eine solche Temperung von weichen zusam- mendrückbaren Aluminiumtuben allein nicht genügt, um sie gegen die korrosiven Einflüsse elektrolythaltiger Pasten, wie gewisse Zahn pasten und dergleichen, beständig zu machen.
Es wurde nun gefunden, dass man Alu- miniumtuben mit erhöhter Widerstandsfähig keit gegen die Korrosionswirkung solcher pa- stenförmiger Materialien herstellen kann, wenn man die Oberflächen solcher Tuben bei höheren Temperaturen mit Wasser behandelt. Diese Behandlung ermöglicht auch die Ent fernung solcher Verunreinigungen von der Tubenoberfläche, welche durch elektrolytische Wirkung lokale Korrosionen @ erursaehen könnten. Das Verfahren ist verhältnismässig billig durehzuführen und erfordert keine be sondere Einrichtung.
Ausserdem erhält man Tuben mit steriler und reiner Oberfläche. Man muss auch keine Schutzsehichten oder Hilfsüberzüge auf der Tubeninnenseite an bringen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Eine Variante besteht darin, die Aluminium tuben während 30 Minuten bis 2 Stunden in kochendes Wasser zu legen. Nachdem die Tuben herausgenommen, abgekühlt und ge trocknet sind, kann man sie mit Zahnpasta füllen. Eine andere Arbeitsweise besteht darin, die Tube vor dem Füllen mit Dampf, insbesondere gesättigtem Wasserdampf, so lange zu behandeln, bis die Korrosionsfestig keit der Tubenoberflächen genügend erhöht ist. Dies dauert in der Regel 30 Minuten oder mehr. Arbeitet man unterhalb Atmosphären druck, dauert die Behandlung vorzugsweise 11/9 bis 2 Stunden.
Eine weitere Arbeitsweise besteht darin, die Tube derart in Wasser zu tauchen, dass die lletallfläclien vollkommen mit einem Was serfilm überzogen werden, wonach man die nasse Tube in eine Kammer bringt, deren Temperatur höher ist als der Siedepunkt des Wassers, so dass der Wasserfilm unter Dampf entwicklung siedet. Man wird in der Regel eine Anzahl Tuben miteinander behandeln. wobei die Tuben von Wasser benetzt, sind und dann rasch auf eine Temperatur erhitzt wer den, welche die Wassersehicht auf den Alu miniumoberflächen zum Sieden bringt, wo durch diese der Wirkung von siedendem Wasser und Dampf unterworfen werden. Das Erhitzen der nassen Tuben kann in irgend welcher geeigneter Weise geschehen.
Eine be vorzugte Methode besteht. darin, die nassen Tuben in einen geheizten Ofen zu bringeti, wie er üblicherweise zum Tempern von Alu miniumtuben verwendet wird. Während dei- Erhitzung ist die Anwesenheit von Luft oder Sauerstoff von Vorteil, da dadurch die Wir kung erhöht wird.
Es versteht sich, da.ss man die Aluminium tuben in irgendeinem Zeitpunkt vor der Fül lung der Behandlung unterwerfen kann. Die Behandlung kann zum Beispiel vor, während oder nach dem Tempern erfolgen. Am zweek- mä.ssigsten ist es, die nassen Tuben zu tem- pern. Diese Arbeitsweise wird nachstehend als Nasstempern bezeichnet.
Nachstehend werden einige Beispiele für die Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung angeführt. Beispiel <I>1:</I> Je etwa 65 Aluminiumtuben aus drei ver schiedenen Chargen wurden horizontal in ein Glasgestell gebracht, das oben und unten offen war und das in einem Topf aus rost freiem Stahl, der kochendes destilliertes Was ser enthielt, aufgehängt wurde. Die Tuben waren 11/9 Stunden vollkommen in das ko chende Wasser eingetaueht. Nach dieser Be handlung wurden die Tuben aus dem Bade genommen, trocknen gelassen, mit Zahnpasta gefüllt und so lange\ bei Zimmertemperatur gelagert, bis die Prüfung auf Korrosions- festigkeit erfolgte.
Alle Tube wurden gleich zeitig gefüllt, um mögliche Schwankungen in der Füllung zu vermeiden. Gleichzeitig wurde eine entsprechende Menge nicht mit. sieden dem Wasser behandelter Tuben der drei ver-
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% <SEP> Tuben <SEP> mit <SEP> Nadellochkorrosion
<tb> Charge <SEP> Unbehandelt <SEP> nach <SEP> Behandelt <SEP> nach
<tb> 11/2 <SEP> Mt. <SEP> 41/2 <SEP> Mt. <SEP> <B>1</B>1/2 <SEP> Mt. <SEP> 41/2 <SEP> Mt.
<tb> (A) <SEP> 37 <SEP> 44 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> (B) <SEP> 1.3 <SEP> 18 <SEP> 0 <SEP> 11/2
<tb> <B> 1)</B> <SEP> 11 <SEP> 11. <SEP> 0 <SEP> 11/2 <I>Beispiel</I> Drei Ansätze von Aluminiumtuben .1, B und (," wurden vor dem Füllen mit. Aluminium korrodierender Zahnpasta mit Dampf behan delt. In allen Fällen erfolgte die Dämpfung bei Atmosphärendruck.
Zur Erzielung von Vergleichsproben bleiben eine Anzahl Tuben als Blindproben unverändert.
In der nach stehenden Tabelle werden die Resultate zusammengestellt. Sie zeigen die verbesserte Beständigkeit der dampfbehandel-
EMI0003.0005
Ansatz <SEP> Anzahl <SEP> Behandlung <SEP> <B>%</B> <SEP> Tuben <SEP> nicht <SEP> korrodiert
<tb> Tuben
<tb> .1-1 <SEP> (Kontr.) <SEP> 141 <SEP> - <SEP> 561/o <SEP> nach <SEP> 4 <SEP> Monaten
<tb> A-2 <SEP> 66 <SEP> 2 <SEP> h <SEP> gedämpft <SEP> 971/o <SEP> " <SEP> 4
<tb> B-1 <SEP> (Kontr.) <SEP> 72 <SEP> - <SEP> 82 <SEP> %. <SEP> " <SEP> 4
<tb> B-2 <SEP> 66 <SEP> 2 <SEP> h <SEP> gedämpft <SEP> <B>9811/0</B> <SEP> " <SEP> 4 <SEP> ,
<tb> C-1. <SEP> (Kontr.) <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 61/o <SEP> ,. <SEP> 3 <SEP> "
<tb> ('-2 <SEP> 13 <SEP> 2 <SEP> h <SEP> gedämpft <SEP> 92% <SEP> " <SEP> 3 <I>Beispiel 3:
</I> Zwei Ansätze von Aluminiumtuben wur den in ein Wasserbad getaucht, so dass die Metalloberflächen von einem Wasserfilm be netzt wurden. Dann wurden die Tuben in einen Temperofen gebracht, der auf etwa 630 C vorgeheizt war. Gleichzeitig wurde ein dritter Ansatz Tuben, der nicht mit Wasser benetzt war, als Kontrollprobe in den glei chen Ofen gebracht. Nach Entfernung der erhitzten Tuben aus dem Temperofen lässt schiedenen Chargen als Kontrollproben mit Zahnpasta gefüllt.
Die Ergebnisse der Korrosionsprüfung mit den unbehandelten und den behandelten Alu miniumtuben sind wie folgt: ten Tuben. In den Ansätzen A und B waren die Tuben aus handelsüblichem Aluminium (99,7% Al) und getempert. Die Tuben A und B stammten von zwei verschiedenen Fabrikan ten. Der Ansatz C entsprach ebenfalls Tuben aus handelsüblichem Aluminium, doch waren diese mit einer Pasta. gefüllt, die gegen Alu minium äusserst korrosiv wirkte. Die Ergeb nisse waren wie folgt: man sie langsam auf Zimmertemperatur ab kühlen.
Sie werden dann mit Zahnpasta ge füllt und sechs Wochen bei Zimmertempera tur gelagert. Hernach wurden sie auf Korro sion geprüft. In der nachstehenden Tabelle werden die Versuchsergebnisse zusammenge fasst. Sie zeigen die Verbesserung der Korro sionsbeständigkeit von Aluminiumtuben, die vor dem Tempern mit Wasser behandelt wur den.
EMI0004.0001
Anzahl
<tb> Wärmebehandlung: <SEP> Anzahl <SEP> Tuben <SEP> ,,'Korrosionsfreier
<tb> der <SEP> geprüften <SEP> 20 <SEP> Min. <SEP> bei <SEP> 627 <SEP> C <SEP> mit <SEP> Korrosion <SEP> nach <SEP> Tuben
<tb> Tuben <SEP> 6 <SEP> Wochen <SEP> Lagerung
<tb> Versuelr <SEP> 1 <SEP> (Kontr.) <SEP> 144 <SEP> getempert <SEP> 53 <SEP> 63.2
<tb> (trocken)
<tb> " <SEP> 2 <SEP> 71 <SEP> getempert. <SEP> 3 <SEP> 95,8
<tb> (nass)
<tb> <B>33</B> <SEP> 3 <SEP> 66 <SEP> getempert <SEP> 1 <SEP> 98,5
<tb> (nass) Aus den vorstehenden Daten ergibt sieh, dass die dem Wasser bei höheren Tempera turen ausgesetzten Tuben, z.
B. durch Be handlung in siedendem Wasser oder mit Dampf oder durch Nasstemperatur, ausser- -)rdentlich gute Korrosionsfestigkeit gegen über den Pasten, mit denen sie gefüllt sind, aufweisen.
Der Grund für diese erhöhte Be- @:tändigkeit ist. nicht mit Bestimmtheit be kannt, doeh glaubt man, dass die Verbesse- - un g darauf beruht, dass von der Metallober fläche Verunreinigungen entfernt werden und dass eine verhältnismässig dicke, nichtporöse -und kontinuierliche, korrosionsbeständige Oxyd- und -Hydroxydschieht auf den Alumi niumflächen entsteht.
Die Tuben können auf die verschiedenste Weise geformt werden, und es sind eine An zahl Prozesse hierfür bekannt. Zur Durch führung des Verfahrens mit einer zusammen- drüekliaren Aluminiumtube, die zum Beispiel durch das in der Industrie übliche Auspress- verfahren hergestellt wurde, kann man die Oberfläehe von Fett und Fremdstoffen ein schliesslich der beim Auspressen verwendeten Sehmiermittel reinigen. Nach der Reinigung werden die Tuben bei erhöhter Temperatur mit Wasser behandelt, vorzugsweise bei min destens 100 C, um ihnen die verbesserte Kor rosionsfestigkeit zu verleihen.
Die Reinigung der Tuben kann in jeder zweckmässigen Z\' eise erfolgen, z. B. durelr )V aschen mit Wasser oder den üblichen Reini gungslösungen, z. B. wässerige Lösungen von Alkalimetallphosphat und/oder -karbonat, oder geeigneten Mischungen, welche die Fette und.'oder andere Fremdstoffe entfernen.
Die Entfernung von organischen und verdampf- baren Verurireini@Yun--en kann gewünsehten- falls durch blosses Erhitzen der Tuben auf eine Temperatur erfolgen, die genügend lroeh ist, um solche Stoffe zu verdampfen und zu verbrennen. Diese.Reinigutrg kann auch weg gelassen werden, da sie für das Verfahren nicht aussehlaggebend ist, cloelr ist sie da vor teilhaft, wo die Tubenoberfläehen verschmutzt sind.
Das zur Behandlung der Tuben verwen dete Wasser braucht nicht destilliert zu sein, und man kann gewöhnliches weiches oder har tes Wasser verwenden. Gewünsehtenfalls kann man auch die Benetzungsfähigkeit des Was sers dureh Zusatz von oberflächenaktiven Mitteln erhöhen. Die Behandlungslösung kann auch \vechselnde, doch geringe Mengen von geeigneten wasserlösliehen Zusätzen, wie Oxy dationsmittel, Silikate, Phosphate usw., ent halten.
Wenn man die Tuben mit kochendem Wasser behandeln will, wird die Temperatur etwa 100 C oder mehr, je nach den darin ge lösten Substanzen und den Druckbedingun gen, betragen. Im allgemeinen wird jedoeh die Temperatur der Lösung nicht über l.25 C sein. Man kann aueh etwas unter 100 C lie gende Temperaturen anwenden, doch sind die Ergebnisse dann nicht. so gut wie für die gleiche Behandlungszeit beim Siedepunkt. Die Behandlungszeit hängt ab von der Zusammen setzung und Oberflächenbeschaffenheit der Tube sowie von der Temperatur der Behand lungslösung.
Vorzugsweise lässt man die Tube etwa 30 Minuten oder länger in der siedenden Lösung, das heisst während einer Zeit, die ge- nügt, um die gewünschte Korrosionsfestigkeit zu erreichen, ohne die Weichheit und/oder Schmiegsamkeit der Tube zu schädigen.
Wenn man das Verfahren durchführt, in dem nian die Tuben mit Wasserdampf bei Drüeken oberhalb des Atmosphärendruckes behandelt, arbeitet man in einem geeigneten Druekgefäss oder einer Druekkammer. Es wurde gefunden, dass die Behandlung mit Dampf bei einem. überdruck von etwa 6,75 at gute Ergebnisse zeitigt. Gewünschtenfalls kann man auch Dampf von höherer Tempera tur verwenden. Gemäss einer bevorzugten Aus führungsform verwendet man gesättigten Dampf bei Atmosphärendruck, so dass man ohne Autoklav oder 13 oehdriickausrüstung auskommt.
Bei Anwendung von Dampf bei Atmosphärendruek ist, die Behandlungsdauer in der Regel länger als bei überhitztem Dampf.
Arbeitei man so, dass man die Tubenober flächen mit Wasser benetzt und die Tuben in nassem Zustand in einem Temperofen der Wärmeeinwirkung unterzieht, kann man die Tuben auf andere Weise als durch Eintaucben im Wasser benetzen, z. B. indem man Wasser aufsprüht oder Wasserdampf auf den Ober fläelien der Tuben kondensiert, bevor man diese in den Ofen einbringt. Die Temperatur, der die Tuben während der Behandlung aus gesetzt sind, kann zwischen l.20 und 680 C liegen, und die bevorzugte Behandlungstem peratur liegt zwischen 480 und 650 C.
Die Er- hitzungsdauei- wechselt je nach der Tempera tur, ist jedoch vorzugsweise 3 bis 30 Minuten bei Temperaturen oberhalb 480 C. Niedrigere Temperaturen, z. B. zwischen 120 und .100 C, können bei entsprechender Verlängerung der Behandlungsdauer angewendet werden. Um eine Tube mit hoher Korrosionsbeständigkeit zu erhalten, ist es jedoch wesentlich, dass die Temperatur und Behandlungszeit genügen, um den Wasserfilm wegzusieden, statt nur zu verdampfen.