Verfahren zur Verbesserung der Aufnahmefähigkeit von restliches Walzschmiermittel tragenden Aluminiumoberflächen für Überzüge Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ver besserung der Aufnahmefähigkeit von restliches Walzschmiermittel tragenden Aluminiumoberflächen für Überzüge. Mit Aluminium sind sowohl Alumi niumsorten verschiedener handelsüblicher Reinheits grade als auch Aluminiumlegierungen gemeint.
Die technische Verwendung von Aluminiumblech und -folien hat ständig zugenommen, und die An wendung von Aluminium, z. B. zur Beschilderung und Verpackung, wird ständig grösser. Daher ist es notwendig geworden, Aluminiumoberflächen, insbe sondere bei Härtegraden im ausgewalzten Zustand (in as-rolled tempers), aufnahmefähig für übliche Überzüge auf Öl- oder organischer Lösungsmittel grundlage, wie Druckerschwärzen, Klebmittel, Lacke, Kunststoffilme und andere klebende Überzüge, zu machen.
Grosse Mengen Öl werden gewöhnlich beim Wal zen von Aluminiumblech und -folie verwendet, und die Aluminiumoberflächen nehmen beträchtliche Mengen an zurückbleibendem Walzschmiermittel auf und in den natürlichen Oxydfilmen, die sie tragen, auf. Demzufolge vermögen viele üblicherweise ver wendete Druckerschwärzen, Waschüberzüge und Klebmittel nur wenig oder überhaupt nicht auf einer öligen Aluminiumoberfläche zu haften und können daher leicht abgewischt oder abgezogen werden.
Tat sächlich sind die meisten Nachteile von Oberflächen im gewalzten Zustand (engl.: as-rolled), auf denen keine Überzüge zu haften vermögen, auf das rest liche Walzschmiermittel zurückzuführen. Es ist daher allgemein notwendig, das restliche Walzschmiermittel von der Aluminiumoberfläche zu entfernen oder dem Schmiermittel chemisch entgegenzuwirken. Es ist für die meisten Zwecke wesentlich, dass durch eine der- artige Behandlung das Aussehen der Metallober fläche nicht beeinträchtigt wird.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird das Aufnahmevermögen der Aluminiumoberflächen, die restliches Walzschmiermittel tragen, für verschiedene haftend aufgebrachte überzüge,einschliesslich Kunst stoffilme, Klebmittel, Druckfarben, Lacke oder an dere schützende oder schmückende Substanzen, ver bessert.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man auf die Aluminiumober fläche Phytinsäure in ausreichender Menge aufbringt, um den das Haften verhindernden Eigenschaften des Schmiermittels entgegenzuwirken.
Es wurde gefunden, dass die Behandlung von Aluminiumoberflächen mit Phytinsäure der Ober fläche die Eigenschaft verleiht, durch verschiedene Überzüge benetzt zu werden, und besonders wertvoll für die Behandlung von Schmiermittel tragenden Aluminiumfolien oder -blechen im ausgewalzten Zu stand ist. Durch eine derartige Behandlung wird das Aufnahmevermögen der Aluminiumoberfläche für verschiedene klebende Überzüge verbessert, die aus nichtwässrigen Substanzen auf Öl- oder organischer Lösungsmittelgrundlage bestehen, z. B.
Drucker schwärzen, Klebmittel, entwachster Schellack, Nitro- cellulose- und Vinyllacke, Kunststoffilme und andere ähnliche schützende oder schmückende Überzüge.
Phytinsäure ist allgemein in konzentrierter Form (70 Gew.%) erhältlich und kann mit einem geeigneten Lösungsmittel, bevorzugt einem flüchtigen Lösungs mittel verdünnt werden. Organische Lösungsmittel, insbesondere spezifisch leichte organische Lösungs mittel, wie Äthylalkohol oder ein Gemisch von Isopropylalkohol mit Cellosolve, sind besonders zweckmässig. Ein Phytinsäuregrundüberzug kann auf die Aluminiumoberfläche bei Raumtemperatur auf irgendeine geeignete Weise, z. B. durch Walzen, Bür sten, Besprühen usw. aufgebracht werden.
Die be vorzugte Mindestkonzentration der Phytinsäure in Lösung hängt in gewissem Masse von dem Ober flächenzustand des Metalls ab, da Oberflächen mit einem grösseren Gehalt an restlichem Walzschmier- mittel eine relativ grössere Konzentration an Phytin- .säure in Lösung erfordern. Jedoch beträgt die Kon zentration der Phytinsäure in der Lösung, die auf die Aluminiumoberfläche aufgebracht wird, bevor zugt mindestens 0,02 GewA. Gewöhnlich ist es nicht notwendig, mehr als 10 Gew.% zu verwenden.
In jedem Falle kann die günstigste Konzentration, um eine Oberfläche gut aufnahmefähig für Drucke und andere überzüge zu machen, leicht durch einfaches Ausprobieren ermittelt werden.
Die behandelte Aluminiumoberfläche kann bei erhöhten Temperaturen getrocknet werden, um die wirtschaftliche und rasche Verarbeitung zu erleich tern. Leichtflüchtige Lösungsmittel für Phytinsäure, wie Äthylalkohol oder ein Gemisch von Isopropyl- alkohol und Cellosolve, werden daher bevorzugt. Die Trocknungsbedingungen können natürlich schwan ken und werden am besten den Erfordernissen des jeweiligen Falles angepasst. Es ist jedoch nicht not wendig und auch normalerweise nicht erwünscht, bei einer Temperatur zu trocknen, die zu einem Anlaufen des Metalls führen kann.
Gewöhnlich kann eine Aluminiumoberfläche, die mit einer äthylalkoholi- schen Lösung von Phytinsäure behandelt worden ist, bei einer Temperatur ungefähr im Bereich von 66-232 C 5 Sekunden bis 2 Minuten lang getrocknet werden.
Die ursprünglich ölige Aluminiumoberfläche, die erfindungsgemäss behandelt worden ist, besitzt ein gutes Aufnahmevermögen für übliche nichtwässrige ölige oder in organischen Lösungsmitteln gelöste Drucktinten, wie Rotogravür-, flexographische und lithographische Tinten, sowie für Emulsionskleb- mittel, Kunststoffilme und Nitrocellulose-,
ent- wachste Schellack- und Vinylwaschüberzüge. In der Praxis behält das behandelte Aluminium ein gutes Aufnahmevermögen für eine Vielzahl derartiger überzüge selbst nach mehreren Wochen Lagerung bei. Wenn Aluminiumfolie in Rollenform aufbewahrt wird, ist es zweckmässig, beide Oberflächen des Metalls mit einer Phytinsäurelösung zu behandeln, um eine Verunreinigung der behandelten Oberfläche beim Auf- und Abrollen zu vermeiden.
Anderseits kann es völlig ausreichen, Phytinsäure nur auf eine Seite des Metalls aufzubringen, wenn dieses gleich anschliessend bedruckt oder überzogen wird oder wenn die Behandlung im Rahmen einer Beschichtung erfolgt.
Viele übliche harzartige Waschüberzüge, wie Nitrocelluloselack und entwachster Schellack, haften nicht auf einer Aluminiumoberfläche, die ein Walz- schmiermittel trägt. Eine Anzahl von Druckfarben, die normalerweise zum Bedrucken von Metallober- flächen verwendet werden, sind jedoch besonders ge eignet, auf eine Aluminiumoberfläche aufgebracht zu werden, wenn diese zuvor mit einem harzartigen Waschüberzug überzogen worden ist, und der Wasch überzug setzt den Verlust an Klebvermögen durch Ablösen von Papier, wie bei zu Rollen aufgewickel ten Schichtgebilden aus Papier und Folie, auf ein Mindestmass herab.
Erfindungsgemäss kann eine ölige Aluminiumoberfläche mit Phytinsäure behandelt und der Waschüberzug anschliessend aufgebracht werden, oder die Phytinsäure kann dem Waschüberzug einver leibt und das erhaltene homogene Gemisch auf die Metalloberfläche aufgebracht werden. In jedem Falle wird durch die Behandlung mit Phytdnsäure der Waschüberzug auf der Aluminiumoberfläche festge halten, die dann weiter mit üblichen Druckfarben, Klebmitteln und dergleichen überzogen werden kann. Ebenso kann die Phytinsäure anderen aufzukleben den 1Jberzügen zugesetzt werden, und die Behand lung kann zugleich mit dem Aufbringen auf das Me tall erfolgen, z.
B. beim Bedrucken mit einer Phytin- säure enthaltenden Tinte.
Die folgenden Beispiele erläutern bestimmte Aus führungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens. <I>Beispiel 1</I> Aluminiumfolie im ausgewalzten Zustand von 99,45 % Reinheit und 0,018 mm Stärke wurde mit einer 0,25 %igen Lösung von konzentrierter Phytin- säure in Äthylalkohol behandelt und die behandelte Oberfläche 15 Sekunden bei 93 C getrocknet. Die behandelte Oberfläche zeigte ein ausgezeichnetes Aufnahmevermögen für flexographische Drucktinte und für einen Nitrocelluloselack-Waschüberzug.
<I>Beispiel 2</I> Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, nur wurde eine 0,25 %ige Lösung von konzentrierter Phytinsäure zu einem Polyvinylbutyrallack gegeben und der Überzug auf die gewalzte Oberfläche der Folie aufgebracht. Der Vinylüberzug wurde fest an die Oberfläche gebunden. <I>Beispiel 3</I> Die Behandlung der gewalzten Folie wie in Bei spiel 1 wurde wiederholt, nur wurde eine 5 %ige Lösung von konzentrierter Phytinsäure verwendet. Nitrocelluloselack wurde dann auf die behandelte Oberfläche aufgebracht und 15 Sekunden bei 93 C getrocknet.
Die behandelte Oberfläche hatte ein aus gezeichnetes Aufnahme- und Haltevermögen für lithographische Tinte.
<I>Beispiel 4</I> Das Verfahren von Beispiel 3 wurde wiederholt, nur wurde die gewalzte Folie zuerst mit einer Lösung von 0,25 5o an konzentrierter Phytinsäure und 0,25 % entwachstem Schellack in Äthylalkohol behandelt und dann der Nitrocelluloselack aufgebracht. Die behan delte Oberfläche war aufnahmefähig für lithogra phische Drucke.
<I>Beispiel 5</I> Aluminiumblech von<B>1,65</B> mm Stärke mit einer angegebenen Zusammensetzung von 4 % Kupfer und 0,5 % Mangan und Magnesium in harter Ausführung, das restliches Walzschmiermittel auf den Ober flächen enthielt, wurde mit einer Lösung von 0,25 % konzentrierter Phytinsäure und 0,25 % entwachstem Schellack in Äthylalkohol behandelt. Das Blech wurde 1 Minute bei 93 C getrocknet. Übliche Roto- gravüren und flexographische Tinten und Nitro- celluloselack hafteten gut auf der behandelten Ober fläche.
<I>Beispiel 6</I> Eine 0,0089 mm starke Aluminiumfolie im Walz- zustand von 99,45 % Reinheit wurde mit einer 5 % igen Lösung von konzentrierter Phytinsäure in Äthylalko- hol behandelt und dann 15 Sekunden bei 93 C ge trocknet. Ein übliches Casein-Neopren-Beschich- tungsklebmittel zum Binden von Papier wurde auf die Folie aufgebracht. Papier wurde über dem Kleb mittel aufgelegt und das Schichtgebilde wurde 15 Se kunden bei 93 C getrocknet. Die Bindung zwischen dem Papier und der Folie war ausgezeichnet, denn die Fasern zerrissen, wenn die Folie von dem Pa pier abgerissen wurde.
<I>Beispiel 7</I> Gewalzte Aluminiumfolie von 0,089 mm Stärke und 99,45 % Reinheit wurde mit einer Lösung von 0,25 % konzentrierter Phytinsäure und 0,25 % ent- wachstem Schellack behandelt. Nachdem sie aus reichend bei Raumtemperatur getrocknet war, wurde die behandelte Oberfläche mit Videne -Polyester- film von der Goodyear and Rubber Company über zogen. Der Kunststoffilm klebte ausgezeichnet auf der Oberfläche der Folie.
<I>Beispiel 8</I> Einer üblichen flexographischen Drucktinte wur den 1,0 Gew. % konzentrierte Phytinsäure zugesetzt, und die Masse wurde auf gewalzte Aluminiumfolie von 0,089 mm Stärke und 99,45 % Reinheit aufge bracht und der Überzug bei Raumtemperatur an der Luft getrocknet. Die Tinte haftete fest an der Ober fläche der Folie.
<I>Beispiel 9</I> 0,0089 mm starke angelassene Aluminiumfolie von 99,45 % Reinheit, die restliches Walzschmier- mittel trug, wurde mit einer üblichen Rotogravüren- Tinte bedruckt, der 1,2 GewA konzentrierte Phytin- säure zugesetzt worden waren. Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur wurde gefunden, dass die Tinte befriedigend an der Oberfläche der Folie haftete. Die gleiche Tinte würde ohne Phytinsäure nicht an der Oberfläche haften.
Die Behandlung von Aluminiumoberflächen, die Walzschmiermittel tragen, mit Phytinsäure kann aus- gedehnte Anwendung in der Verpackungstechnik fin den, wo es notwendig ist, eine als Hülle dienende Aluminiumfolie zu bedrucken oder anderweitig zu verzieren. Durch diese Behandlung wird die Metall oberfläche nicht matt oder fleckig, so dass eine Ver packung, die aus gewalzter Folie hergestellt worden ist, die entsprechend behandelt worden ist, eine an sprechende glänzende Oberfläche hat.
Folie im ausgewalzten Zustand, deren Ober fläche erfindungsgemäss behandelt worden ist, kann auch zu anderen Zwecken als zur Beschilderung und Verpackung verwendet werden, denn es sind viele andere Verwendungszwecke für Überzüge aufneh mende Aluminiumoberflächen bekannt.